Περιγραφή Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας (ΠΔΜ)

Το LIGBIO-GASOFC θα υλοποιηθεί στο Εργαστήριο ΤεχνολογίαςΠεριβάλλοντος (ΕΤΠ) του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του ΠΔΜ. Το ΕΤΠ ήταν τοπρώτο εργαστήριο που οργανώθηκε, εξοπλίστηκε και επανδρώθηκε στο ΤμήμαΜηχανολόγων Μηχανικών. Το ΕΤΠ δρατηριοποιείται σε ένα ευρύ πεδίο εφαρμογών πουσχετίζεται με τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της παραγωγής και χρήσης ενέργειαςκαθώς και με τις ανανεώσιμες και εναλλακτικές μορφές ενέργειας. Το ΕΤΠ διευθύνειο συντονιστής της πρότασης Αν. Καθηγητής Γ. Μαρνέλλος, ο οποίος ηγείται της ερευνητικής ομάδας Τεχνολογιών Εναλλακτικών &Ανανεώσιμων Καυσίμων, η οποία ειδικεύεται στους τομείς της ετερογενούςκατάλυσης, ηλεκτροχημείας, τεχνολογίας καυσίμων και τεχνολογίας των υλικών,εφαρμόζοντας τους σε θέματα συναφή με την παρούσα πρόταση, όπως η “πράσινη”ενέργεια (τεχνολογίες και οικονομία του υδρογόνου, κυψέλες καυσίμου, ενεργειακήαξιοποίηση βιομάζας) και το περιβάλλον (αντιρρυπαντικές τεχνολογίες, αειφόροδιαχείριση απορριμμάτων). Το ΕΤΠ από την ίδρυση του, έχει συμμετάσχει σεσημαντικό αριθμό ανταγωνιστικών Εθνικών & Ευρωπαϊκών προγραμμάτων έρευνας& ανάπτυξης και έχει αναπτύξει σημαντική υλικοτεχνική υποδομή, η οποία θαχρησιμοποιηθεί στο προτεινόμενο έργο.

Η ομάδα του ΠΔΜ στο έργο LIGBIO–GASOFC θα εστιαστεί στις παρακάτω δραστηριότητες:

• Κατεργασία και φυσικοχημικός χαρακτηρισμός στερεών ορυκτών καυσίμων και βιοκαυσίμων.
• Ανάπτυξη, χαρακτηρισμός και αξιολόγη φρέσκων και γηρασμένων καταλυτικών συστημάτων (μελέτες ενεργότητας, σταθερότητας, μηχανισμού) μικτών οξειδίων για την διεργασία αεριοποίησης των στερεών καυσίμων με CO₂ και Η₂Ο.
• Ανάπτυξη και αξιολόγηση της ηλεκτροχημικής απόδοσης ανοδικών ηλεκτροδίων για την ηλεκτροχημική οξείδωση των CO/H₂ και των στερεών καυσίμων λιγνίτη/βιομάζας.
• Διενέργεια ηλεκτροχημικών μετρήσεων (φασματοσκοπία εμπέδησης σύνθετης αντίστασης, μετρήσεις φαινομένων πόλωσης και κυψέλης καυσίμου) για την διερεύνηση της απόδοσης διατάξεων SOFC και DCFC σε εργαστηριακή κλίμακα.
• Σχεδιασμός και λειτουργία πιλοτικής κλίμακας συζευγμένη διάταξη αεριοποίησης/SOFC και συνδιασμένης διάταξης συστοιχίας DCFC.
• Εκπόνηση μελέτης σκοπιμότητας και περιβαλλοντικής αποτίμησης της συζευγμένης και συνδυασμένης τεχνολογίας LIGBIO-GASOFC σε πραγματική κλίμακα.
• Διάδοση και αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων και επιτευγμάτων του έργου.

Ενδεικτικές δημοσιεύσεις της ερευνητικής ομάδας ΠΔΜ σχετικές με το έργο LIGBIO–GASOFC:

• “Effect of Fuel Thermal Pretreament on The Electrochemical Performance of a Direct Lignite Coal Fuel Cell”, N. Kaklidis, V. Kyriakou, G.E. Marnellos, R. Strandbakke, A. Arenillas, J.A. Menéndez, Μ. Konsolakis. Solid State Ionics, 288, 140-146 (2016).
• “Assessment of biochar as feedstock in a direct carbon solid oxide fuel cell”, M. Konsolakis, N. Kaklidis, G.E. Marnellos, D. Zaharaki, K. Komnitsas. Royal Society of Chemistry Advances, 5, 73399-73409 (2015).
• “Direct utilization of Lignite coal in a Co-CeO₂/YSZ/Ag solid oxide fuel cell”, N. Kaklidis, I. Garagounis,V. Kyriakou, V. Besikiotis, A. Arenillas, J.A. Menéndez, G.E. Marnellos, M. Konsolakis. International Journal of Hydrogen Energy, 40, 14353-13363 (2015).
• “Carbon to electricity in a solid oxide fuel cell combined with an internal catalytic gasification process”, M. Konsolakis, G.E. Marnellos, A. A-Musa, N. Kaklidis, I. Garagounis, V. Kyriakou. Chinese Journal of Catalysis 36, 509-516 (2015).
• “Effect of carbon type on the performance of a Direct or Hybrid Carbon Solid Oxide Fuel Cell”, N. Kaklidis, V. Kyriakou, I. Garagounis, A. Arenillas, J.A. Menendez, G.E. Marnellos, M. Konsolakis. Royal Society of Chemistry Advances, 4(36), 18792 – 18800 (2014).

Ενδεικτικά ερευνητικά προγράμματα της ερευνητικής ομάδας ΠΔΜ σχετικά με το έργο LIGBIO-GASOFC:

2011 – 2014 “Efficient Conversion of Coal to Electricity – Direct Coal Fuel Cells-DCFC”, ΕΕ (FP7), Research Fund for Coal and Steel (RFC-PR-10007). Στο έργο μελετήθηκε η δυνατότητα απ’ ευθείας τροφοδοσίας στερεών καυσίμων σε ένα υβριδικό σύστημα κυψελών καυσίμου στερεού ηλεκτρολύτη και τηγμένων ανθρακικών αλάτων για παραγωγή ενέργειας.

2011 – 2014 “Hydrogen production from H₂S decomposition in micro-structured proton-conducting solid oxide membrane reactors”, Black Sea ERANET. Το H2S-PROTON αφορούσε στην εκμετάλλευση του H₂S που βρίσκεται σε σχετικά υψηλές συγκεντρώσεις στην αναερόβια ζώνη της Μαύρης Θάλλασας για παραγωγή υδρογόνου σε αντιδραστήρες μεμβράνης στερεού ηλεκτρολύτη αγωγού πρωτονίων.

2011 – 2014 “Ανάπτυξη κυψελών καυσίμου αγωγών πρωτονίων υψηλής θερμοκρασίας για την συμπαραγωγή ηλεκτρικής/θερμικής ισχύος και χημικών προϊόντων”, πρόγραμμα ΗΡΑΚΛΕΙΤΟΣ ΙΙ.Το έργο αφορούσε στην ανάπτυξη διατάξεων κυψελών καυσίμου στερεού ηλεκτρολύτη αγωγών πρωτονίων για την εσωτερική αναμόρφωση ορυκτών καυσίμων και βιοκαυσίμων.

2006 – 2008 “Συνδυασμένη διεργασία πυρόλυσηςβιομάζας και κυψελών καυσίμου SOFC για την ταυτόχρονη παραγωγή αερίων/υγρώνβιοκαυσίμων και «πράσινης» ενέργειας”, πρόγραμμα Ελλάδα-Κύπρος Κοινά Ερευνητικά & Τεχνολογικά Προγράμματα. Το έργοαποσκοπούσε στη σύζευξη των τεχνολογιώνπυρόλυσης βιομάζας και κυψελών καυσίμου SOFC, για τη διαδοχική παραγωγήαέριων ή υγρών βιοκαυσίμων και ηλεκτρικής ισχύος με υψηλές αποδόσεις.

2006 – 2008 “Ανάπτυξη και εφαρμογή καινοτόμων δι-μεταλλικών ανοδικώνηλεκτροδίων σε κυψέλες καυσίμου υδρογονανθράκων τύπου SOFC”, Διακρατικές Συνεργασίες με Χώρες Εκτός Ευρώπης.Ο κύριος στόχος του προγράμματοςήταν να αποδείξει την δυνατότητα λειτουργίας των κυψελών καυσίμου υψηλώνθερμοκρασιών (SOFC) με άμεση χρήση εμπορικά διαθέσιμων καυσίμων όπως το φυσικόαέριο και η βενζίνη (μίγματα ανώτερων υδρογονανθράκων).