Optimization and Improvement of PEM Electrolysis Cells for Hydrogen Production by means of Simulation and Experimentation
Period Time
2016-2020
Partners
Project Aim
Among the various ways available to produce hydrogen using renewable energy, PEM (proton exchange membrane) electrolysis is one of the most important processes. However, this technology presents some restrictions in terms of durability and costs, which could be solved by an appropriate selection of the components that constitute an electrolyzer. Among all the components of an electrolysis stack, the bipolar plates are one of the most important elements. On one hand, the bipolar plates provide mechanical support, distribute the water inside the cell and carry the generated gases (H2/O2) to the outlet, ensuring the efficiency of the process. On the other hand, 48% of the costs of a stack are related to the bipolar plates, so that any activity for the improvement of a PEM cell requires optimization of this component. This is the main objective of the ENHIGMA project: to develop a PEM electrolyzer of greater durability and lower energy consumption, through optimizing design and material selection of the bipolar plates.
Keywords
PEM electrolysis, bipolar plate, modelling, CFD, FEM, flow field, corrosion, coating, design.
Funding received
49.895 €
Funding Agency
RTC-2016-5189-3
Co-Funded Project by
ACHIEVEMENTS
Publications
“Coated stainless steels evaluation for bipolar plates in PEM water electrolysis conditions” N. Rojas, M. Sánchez-Molina, G. Sevilla, E. Amores, E. Almandoz, J. Esparza, M. R. Cruz Vivas, C. Colominas. Int. J. Hydrogen Energy, 2021. In Press Corrected Proof. Doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.03.100
“Electrólisis PEM para la producción de hidrógeno renovable: proyecto ENHIGMA”. E. Amores, N. Rojas, M. Sánchez-Molina, G. Sevilla. Energética XXI 2018, 177, 83-84
“Generating hydrogen for energy storage”. E. Amores. ANSYS Advantage Magazine 2019, 2, 20-23.
Presentations
“Recubrimientos avanzados sobre acero inoxidable 316L para placas bipolares en electrólisis PEM”. N. Rojas, J. Oviedo, G. Sevilla, M. Sánchez-Molina, E. Amores, J. Esparza, E. Almandoz, M. Cruz. Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Pilas de Combustible (IBERCONAPPICE 2019). Madrid (España), Octubre 2019
“Overview of the ENHIGMA project: optimization and improvement of PEM electrolysis cells for hydrogen production”. E. Amores, N. Rojas, C. Garrido, J. Moreno, J. Vázquez, J. Parra, E. Almandoz, R. Bueno, C. Colominas, M. Cruz, M. Carrero and F. J. Martínez. European Hydrogen Energy Conference (EHEC 2018). Málaga (Spain), March 2018.
“Flow field optimization for PEM water electrolysis cell using computational fluid dynamic simulations” E. Amores, A. Contreras, L. Rodríguez and M. Carrero. European Hydrogen Energy Conference (EHEC 2018). Málaga (Spain), March 2018.
“Materials selection for bipolar plates in PEMWE”. N. Rojas, G. Sevilla, M. Sánchez-Molina, E. Amores. European Hydrogen Energy Conference (EHEC 2018). Málaga (Spain), March 2018.
“Análisis de la distribución de flujo mediante simulación CFD en celdas de electrólisis PEM con configuración de canales paralelos”. E. Amores, A. Contreras, L. Rodríguez. Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Pilas de Combustible (IBERCONAPPICE 2017). Huesca (Spain), October 2017.
“Método para la determinación de la resistencia interfacial de contacto en materiales para placas bipolares en PEMWE”. E. Amores, N. Rojas, E. Amores, G. Sevilla, D. Hidalgo, M. Sánchez-Molina, L. González-Rodríguez. Congreso Iberoamericano de Hidrógeno y Pilas de Combustible (IBERCONAPPICE 2017). Huesca (Spain), October 2017.
News
El proyecto ENIGHMA finaliza sus actividades con el ensamblado de un prototipo de electrólisis PEM
El CNH2 trabaja para poner en marcha su propia hidrogenera portable” Proyecto ENHIGMA
Artículo “Generating Hydrogen for Energy Storage” en el marco del proyecto ENHIGMA
El Centro Nacional del Hidrógeno presenta sus investigaciones en IBERCONAPPICE 2019
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Reunión de seguimiento del proyecto ENHIGMA (web divulgah2.es).
Reunión de seguimiento del proyecto ENHIGMA
Reunión de lanzamiento del proyecto ENHIGMA
Presentación del proyecto ENHIGMA en las instalaciones del CNH2.