Projekti eesmärk on arendada tudengite insenertehnilisi oskusi ja luua ohutu ning efektiivne metallhüdriididel põhinev vesiniku energiasalvestussüsteem. Koostöös mentoritega töötatakse välja modulaarne ja skaleeritav lahendus, mis sobib nii hooajaliseks energiasalvestuseks kui ka transpordisektorile. Prototüüp võimaldab pikaajalist energiatalletust madalatel rõhkudel ja temperatuuridel. Projekt toetab Eesti rohetehnoloogiate arengut ja inseneeria populariseerimist.
Projekti eesmärk
Projekti peamine eesmärk on arendada tudengite insenertehnilisi oskusi ning pakkuda neile võimalust töötada tihedas koostöös kogenud mentoritega. Projekti käigus saavad tudengid praktilisi teadmisi vesinikutehnoloogiatest, materjaliteadusest, energiasalvestusest ja süsteemide projekteerimisest, arendades oma oskusi multidistsiplinaarses meeskonnas. Samuti keskendutakse koostööoskuste ja juhtimisvõimekuse arendamisele, et valmistada tudengid ette tulevaseks insenerikarjääriks.
Tehnilise arenduse eesmärk on luua ohutu, efektiivne ja modulaarne metallhüdriididel põhinev vesiniku energiasalvestussüsteem, mis vastab reaalse maailma nõudmistele. Lahendus peab olema skaleeritav, kuluefektiivne ja keskkonnasõbralik, võimaldades pikaajalist energiatalletust madalatel rõhkudel ja temperatuuridel.
Kaugem eesmärk on valmistada tudengid ette reaalsete inseneriprobleemide lahendamiseks ning viia loodud lahendus masstootmisesse, et rakendada seda sektorites nagu mikrovõrgud, hooajaline energiasalvestus ja meretransport. Projekti edukas elluviimine toetab ka inseneriteaduste populariseerimist noorte seas ja Eesti energiatehnoloogia arengut.
HydroSave'i visioon
Lisaks saavutame mitmekordselt kõrgema energiatiheduse, mis võimaldab seadmetel töötada kauem või suurema koormuse all. Meie lahenduses puudub vajadus vesiniku komprimeerimise ja jahutuse järele, mis tõstab oluliselt kasutusefektiivsust.
Lõpuks suureneb ka kasutusmugavus, süsteemi keskmes on kaasaskantav konteiner, mida on lihtne käsitseda ja vahetada, muutes vesiniku kasutamise inimestele kättesaadavamaks.
Meie visioon on arendada metallhüdriidtehnoloogial põhinevat vesiniku salvestuslahendust, mis sobib eelkõige transpordisektorile. Meie lahenduse keskne element on kaasaskantav, kartridž-tüüpi konteiner, mis võimaldab vesinikku mugavalt ja ohutult salvestada, transportida ning kiiresti vahetada sarnaselt akuga või kütusekanistriga.
Kartridži tuumaks on metallhüdriid, mille vesiniku talletuse reaktsioon on ekso- ja endotermiline. Sellest tulenevalt nõuab süsteem täpset termoregulatsiooni, mille haldamiseks arendame välja intelligentse juhtimisalgoritmi ja vesinikusüsteemi, mis kohandub erinevate hüdriidide ja nende termiliste omadustega.
Meie lahenduse ainulaadsus seisneb eelkõige selle modulaarsuses, ohutuses ja kõrges energiatiheduses. Kartridžitehnoloogia paindlikkus võimaldab seda rakendada mitmesugustes seadmetes nagu väiketraktorid, droonid, meresõidukid ja ka militaartehnika. Potentsiaalsete Eesti klientidena näeme ettevõtteid nagu Milrem Robotics ning rahvusvahelisi ettevõtteid nagu Toyota ja Hyundai, kes on aktiivselt investeerinud vesinikutehnoloogiasse ja kelle toodetesse meie lahendus sobituks.
Laiemas perspektiivis soovime arendada tehnoloogiat selleni, et see võiks asendada traditsioonilisi survestatud gaasiballoone seal, kus lõplik kasutus ei nõua kõrgeid rõhke, nagu näiteks kütuseelementides, pakkudes kõrgemat energiatihedust, suuremat ohutust ja kasutusmugavust. Meie arenduse edu võti seisneb selles, et võrreldes tavapäraste vesinikusüsteemidega muudab meie lahendus kogu rakenduse oluliselt soodsamaks. Kuna töötame kordades madalamate rõhkudega, on süsteemi komponentide maksumus väiksem ning tänu kõrgemale ohutusele pole vaja üle dimensioneeritud turvasüsteeme.
Projekti oodatavad tulemused
* Tudengite oskuste arendamine: Projekti käigus omandavad
tudengid praktilised oskused inseneriteadustes, nagu projekteerimine,
materjalitehnoloogia ja süsteemide integreerimine.
* Laboratoorne prototüüp: Valmib vesiniku
energiasalvestussüsteem, mis suudab talletada vähemalt 4000 Wh energiat (110 g
vesinikku). Prototüüpi testitakse kontrollitud tingimustes, kuid selle disain
võimaldab edasisi katsetusi reaalsetes rakendustes.
* Tehnoloogia valmidustaseme (TVT) 5 saavutamine:
Tehnoloogia arendamine viiakse tasemele, mis tõestab selle praktilist
teostatavust ja valmidust edasiseks arenduseks.
* Teadustulemused ja patendid: Projekti käigus loodud
materjalivalemid ja tootmismeetodid on aluseks teadusartiklitele ja
patentidele, mis tagavad lahenduse rahvusvahelise konkurentsivõime.
* Koostöövõrgustiku tugevdamine: Projekti käigus luuakse sidemed teadusasutuste ja tööstuspartneritega, toetades vesinikutehnoloogiate arengut Eestis.
HydroSave'i tegevuskava etapid
- Esimene etapp hõlmab metallhüdriidkatsestendi arendamist ja testimist, mida rahastab EAS 100 000 euro ulatuses. Selle etapi lõpptulemuseks on katsestend, konteiner, reaktor ja algne metallhüdriid, mille abil demonstreerime MH-katsestendi tööd.
- Teises etapis soovime taotleda arendusgranti, et välja arendada spetsiifiline magneesiumipõhine metallhüdriid. Katsetame erinevaid retsepte, et määrata optimaalsed parameetrid, mis aitavad meil täiustada juhtimisalgoritme ja välja töötada täpsed nõuded konteineri termoregulatsioonile ja hoiustamisele, lisaks ka vesinikusüsteemi parameetrite väljaselgitamine. Kuna MH saadavus on piiratud, siis uurimise eesmärk on arendada MH-d kasutades niinimetatud tööstuslikult saadavaid materjale, mis on madalama puhtusega ja kehvema kvaliteediga, kuid on soodsad ja kättesaadavad. Selline lähenemine muudab selle uurimise uudseks ning ainulaadseks. Tulemuseks on MH optimaalne retsept laialdaselt ja soodsalt saadavate materjalidega, mis on võimalikuks intellektuaalseks omandiks.
- Kolmandas etapis taotleme järgnevat rahastust konteineri ja juhtimissüsteemi väljatöötamiseks. Tuginedes metallhüdriidi testimisel saadud andmetele, arendame välja konteineridisaini, mis suudab pakkuda vajalikku termoregulatsiooni ja vastupidavust erinevatele rõhu- ja temperatuuritingimustele. Konteineridisain, juhtimissüsteem ja juhtimisalgoritmid moodustavad meie peamise intellektuaalse vara. Lisaks näeme, et selle arendamise tulemusena suudame muuta vesiniku hoiustamise soodsamaks kui hetkel turul olevad lahendused.
- Neljandas ja viimases etapis töötame välja lõpliku kartridž-tüüpi lahenduse, mis ühendab endas energiatiheduse, kaasaskantavuse ja vahetatavuse. Selle lahenduse abil on võimalik toita väikseid traktoreid, laevu ja muid sõidukeid.
Projekti kulminatsiooniks on meie tehnoloogia rakendamine väikeses meresõidukis, mida me ehitame ja millega plaanime osaleda Monaco Energy Boat Challenge’il aastal 2027. See võistlus võimaldab meil oma tehnoloogiat testida ja valideerida reaalses, relevantses keskkonnas.
Projekti toetuse summa on 100 000 eurot. Projekti rahastatakse riigieelarvest teadus- ja arendustegevuse rahastamise vahenditest.
Täname ka meie teisi koostööpartnereid ja toetajaid, kes meid sellel teekonnal abistavad:
Elcogen, Eesti Energia, TalTech, Rand Hydrogen.
