H2BRIDGE - Advancing Solar Hydrogen Production through Photocatalytic Printed Panels
H2BRIDGE
Rahoittajat
Projektin tiedot
Projektin kesto
-
Rahoituksen määrä
1 156 587 EUR
Projektin koordinaattori
Oulun yliopisto
Yksikkö ja tiedekunta
Yhteystiedot
Projektin vetäjä
- Hankekoordinaattori
Projektin kuvaus
H2BRIDGE on Interreg Aurora ‑rahoitteinen tutkimus- ja innovaatioprojekti, joka käsittelee siirtymistä kohti kestävää energiaa Suomen ja Ruotsin pohjoisilla alueilla. Hankkeessa kehitetään innovatiivinen ja skaalautuva paneelireaktorijärjestelmä, joka hyödyntää painettuja fotokatalyyttisiä paneeleja niin kutsutun aurinkovedyn tuottamiseen. Prosessi mahdollistaa siten kustannustehokkaan ja vähäpäästöisen energiaratkaisun erityisesti pohjoisiin olosuhteisiin.
Projekti toteutetaan yhteistyössä Oulun yliopiston ja Luulajan teknillisen yliopiston välillä. Molemmat sijaitsevat alueilla, jotka ovat merkittäviä teollisuuden keskuksia ja siten myös huomattavia hiilidioksidin tuottajia. H2BRIDGE vastaa tähän haasteeseen kehittämällä teknologiaa, joka tukee teollisuuden vihreää siirtymää ja edistää alueellista kilpailukykyä vähäpäästöisen energian avulla.
Hankkeen kohderyhmänä ovat erityisesti pienet ja keskisuuret uusiutuvan energian ja vetyalan yritykset. Projektissa tehdään lisäksi tiivistä yhteistyötä myös paikallisten sidosryhmien kuten kuntien ja saamelaisyhteisöjen kanssa. Suunnittelussa huomioidaan saavutettavuus, ympäristönsuojelu sekä paikallisyhteisöjen näkökulmat ja hyväksyttävyys.
H2BRIDGE tukee useita kestävän kehityksen tavoitteita, kuten edullista ja puhdasta energiaa (SDG 7), kestävää teollisuutta ja innovaatioita (SDG 9), ilmastotekoja (SDG 13) sekä kumppanuuksia (SDG 17). Projekti on linjassa EU:n hiilineutraaliustavoitteiden, Euroopan vihreän kehityksen ohjelman sekä EU:n vetystrategian kanssa.
Hanke edistää teknologisen kehityksen rinnalla myös alueellista kasvua, koulutusta ja osaamisen kehittymistä sekä vahvistaa pitkäjänteistä rajat ylittävää yhteistyötä teollisuuden, tutkimuksen ja yhteisöjen välillä Pohjoismaissa ja arktisilla alueilla. Se osoittaa konkreettisesti, miten uudet innovaatiot voivat mahdollistaa kestävän energiantuotannon arktisissa olosuhteissa ja tuoda vetytalouden lähemmäs paikallista arkea.
Projektin toimenpiteet
H2BRIDGE on jaettu kolmeen erilliseen työpakettiin. Luulajan teknillisen yliopisto vastaa ensimmäisestä työpaketista. Työpaketissa Luulajan teknillinen yliopisto sekä Oulun yliopiston OPEM-yksikkö kehittävät materiaaleja, joiden rakenteelliset ja optiset ominaisuudet on optimoitu edistyneisiin painotekniikoihin sopiviksi. Materiaaleissa yhdistyvät korkea aurinkovoimainen veden hajottava aktiivisuus ja musteen yhteensopivuus skaalautuvaan arkkituotantoon.
Vihreän kemian synteesi parantaa valon absorptiota, aktiivisen alueen tiheyttä ja varauksenkuljettajien dynamiikkaa. Materiaalin suorituskykyä parannetaan edelleen dopingilla ja komposiittien muodostamisella, tavoitteena yli 5 %:n aurinkoenergian vetytehokkuus (STH). Kattava mikroskopia- ja spektroskopia-analyysi arvioi rakenteelliset, optiset ja fotokatalyyttiset ominaisuudet.
OPEM-yksikön vastuulla olevassa toisessa työpaketissa optimoidaan ensimmäisen työpaketin kehittämien materiaalien tulostusominaisuuksia keskittyen reologiaan, tulostettavuuteen sekä esi- ja jälkikäsittelyvaiheisiin. Työpaketin avulla varmistetaan, että materiaalit voidaan jalostaa yhtenäisen korkealaatuisiksi tulostusmusteiksi. Keskeisiä toimia ovat materiaalien ominaisuuksien säätäminen tasaisen kerrostumisen varmistamiseksi, laadun arviointi ja luotettavan fotokatalyyttisen suorituskyvyn varmistaminen reaktoriolosuhteissa. Tuloksena on täysin optimoidut fotokatalyyttiset levyt, jotka ovat valmiit integroitavaksi kolmannessa työpaketissa kehitettyyn paneelireaktoriin.
Kolmannessa työpaketissa kehitetään ja testataan modulaarinen paneelireaktori, joka on varustettu vaihdettavilla painetuilla fotokatalyyttisillä levyillä aurinkoenergialla toimivaan vedyn tuottamiseksi. NANOMOssa tehtävä työ vie nykyisellään TRL 3–4 -tasolla olevan suunnittelun kohti teolliseen käyttöön soveltuvaa, skaalautuvaa reaktorikonseptia. Reaktorin tekniset tiedot määritellään yhteistyössä ensimmäisen ja toisen työpaketin sekä teollisuuskumppaneiden kanssa. Geometria, valon absorptio ja virtausdynamiikka optimoidaan simuloinnin avulla vedyn tuotannon maksimoimiseksi. NANOMO:ssa valmistetaan ja kootaan työn aikana prototyyppireaktori, jossa käytetään ympäristöystävällisiä materiaaleja.
H2BRIDGE-projektia johtaa Filipp Temerov. Tutkimusaiheiden ensisijaisina yhteyshenkilöinä toimivat projektin professorit ja tutkijat.
