Az elmúlt években a víz elektrolizálásával foglalkozó szakirodalomban számos laboratóriumi szintű ígéretes ötlet, illetve találmány bukkant fel, melyek nagy lehetőségeket rejtenek a jövő hidrogéntermelése szempontjából. Ezek többsége azonban még nem jutott el a kereskedelmi hasznosíthatóság léptékéig. Jelen témakör keretében elsődleges cél ezen ígéretes eredményeknek és technológiáknak a következő fejlesztési szintre juttatása, az elektrolízis technológiák terén gyökeres változást hozó elektrolizáló készülék kialakítása érdekében. E célból olyan polimerelektrolit-membrán, vagy alkáli elektrolizáló készülék fejlesztésére kerül sor, amely a költségek, hatékonyság, élettartam és működőképesség vonatkozásában meghaladja az FCH Közös Vállalkozás által meghatározott fő eredményességi mutatókat.

A fejlesztések kiemelt területei közé a következők tartoznak: nagynyomású üzemelés, gyors válaszadás, megnövelt energiasűrűség, a kritikus nyersanyagok csökkentett mértékű felhasználása, és/vagy magas hőmérsékleten való működtetés, ugyanakkor a téma keretében megvalósítható más területekre irányuló innováció is.

A jelenleg használatos alkáli, vagy polimerelektrolit-membrán (PEM) elektrolizáló készülékek működési sajátosságai behatárolják kereskedelmi alkalmazásuk lehetőségét. A berendezések kimeneti nyomásként általában 35 bar (PEM), és 10 bar (alkáli) alatti értéket biztosítanak, ami számos alkalmazás esetében kompresszor szükségességét veti fel. A jelenleg a berendezések által elérhető, percekben és több tízmásodpercben mérhető válaszidő lehetetlenné teszi alkalmazásukat a hálózatkiegyenlítő piac területén, hiszen ezek némelyike másodpercen belüli reakciót igényel. A készülékek által jelenleg elérhető energiasűrűség kisebb, mint 2A/cm2 (PEM) 0.5A/cm2 (alkáli), ami jelentős korlátként jelentkezik. Üzemi hőmérsékletük tipikusan 60-75 ℃, de csak 10 ℃-os emelkedésenként érhető el látványos előrelépés az átalakítás hatékonysága vonatkozásában. Ezen okok miatt számos, nagyobb léptékű előrelépésre van szükség.

Jelen témakör célja PEM, vagy alkáli elektrolizáló berendezés prototípusának fejlesztése, melybe beleértendő a cellakötegek és kiegészítő alkatrészek fejlesztése is. Elsődleges cél a fejlesztés eredményeként ezen berendezések költségének csökkentése. Ennek érdekében a pályázatok az alábbi prioritások közül egyre, vagy többre kell, hogy fókuszáljanak:

• nagynyomású elektrolízis legalább 100 bar kimeneti hidrogén-nyomással;
• megnövelt, 1 másodpercen belüli válaszidő (meleg üzemállapotban), illetve 10 másodperc alatti válaszidő hidegindítás esetén;
• megnövelt alapterhelési sűrűség (a PEM esetében legalább 4 A/cm2, az alkáli esetében legalább 1 A/cm2);
• maximum 1 órán keresztül tartó, megnövelt csúcsterhelési sűrűség, (PEM esetében 6 A/cm²-nél, alkáli esetében 1.5 A/cm^2-nél nagyobb érték elérése);
• 80 ℃-os vízhőmérséklet feletti elektrolízis;
• a hatékonyságot, illetve költségeket pozitívan befolyásoló, egyéb, jelentős változást hozó fejlesztések az elektrolizáló cellakötegek, illetve egyéb alkatrészek terén.

A konzorcium tagjai között legalább egy elektrolizálókészülék-gyártó, egy kutatóintézet, vagy akadémiai csoport részvételét biztosítani szükséges.

Az elvárt technológiai készültségi szint a projekt kezdetekor TRL3, a projekt zárásakor TRL5.