Недавно проект HyLICAL, финансируемый ЕС, достиг важного этапа, запустив первую в Европе магнитокалорическую пилотную установку для сжижения водорода. Демонстрационная установка, разработанная в рамках HyLICAL институтом Гельмгольца в Дрездене-Россендорфе (HZDR) и стартапом MAGNOTHERM, представляет собой прорыв в области устойчивого и энергоэффективного магнитного охлаждения и закладывает основу для масштабных промышленных применений.
Д-р Тино Готшалл, ученый лаборатории высоких магнитных полей HZDR в Дрездене, давно мечтал о создании установки, способной производить 5,000 кг жидкого водорода в день — более эффективно и экономически выгодно, чем современные методы сжижения. Вместе с MAGNOTHERM и другими партнерами по HyLICAL его команда работает над тем, чтобы продемонстрировать, что сжижение водорода на основе магнитокалорического эффекта может быть масштабировано для промышленного использования.
Стратегические партнерства стимулируют инновации
С 2023 года партнеры HyLICAL, HZDR и MAGNOTHERM, тесно сотрудничают, объединяя академическую экспертизу и предпринимательскую инновацию для продвижения технологии магнитокалорического охлаждения.
В 2024 году MAGNOTHERM открыл вторую площадку на кампусе в Россендорфе и создал совместную лабораторию, где ученый HZDR д-р Тино Готшалл и инженер MAGNOTHERM Томас Платте построили пилотную установку для сжижения водорода. В ее центре находится сверхпроводящий магнит мощностью 19 тесла, встроенный в пол лаборатории HLD. Для сравнения, современные медицинские МРТ-сканеры используют магниты мощностью от 1,5 до 3 тесла. Готшалл сказал: «Теперь мы можем использовать эту установку, чтобы продемонстрировать принцип работы и понять, как он функционирует. Следующая цель — повысить эффективность до производства 100 кг жидкого водорода в день, что подтвердит масштабируемость технологии для промышленного применения.»
Магнитокалорический эффект: как это работает
Демонстрация первой в Европе магнитокалорической установки для сжижения водорода основана на магнитокалорическом эффекте.Этот эффект возникает, когда материалы с определенными свойствами, такие как сплавы лантана-железа-кремния (LaFeSi), помещаются в магнитное поле. В зависимости от ориентации магнитных моментов металлический материал может вызвать резкое падение или повышение температуры. Используя этот принцип, после предварительного охлаждения жидким азотом водород можно охладить до -253 градусов Цельсия. Достигнув этой криогенной температуры, водород начинает сжижаться. Доктор Готтшалл отметил: «Наш подход предлагает значительные преимущества для сжижения водорода. По сравнению с традиционными установками и в отличие от совместной лаборатории MAGNOTHERM в HZDR, мы стремимся снизить затраты на сжижение до менее 1,5 евро за кг».
Новая эра охлаждения водорода
Запуск пилотной установки является ключевым шагом для HyLICAL в продвижении энергоэффективной компактной технологии сжижения водорода на основе магнито-калорического охлаждения. Проверяя этот подход в пилотном масштабе, проект способствует достижению Европой целей по более рентабельному производству зелёного водорода, снижению транспортных расходов и ускорению перехода к климатически нейтральной энергетической системе.
