水電解技術で海水をグリーン水素に変える

2010 年、ニューヨークのクリエイティブ ディレクターであるブライアン ギルマンは、水の電気分解を研究することを決意しました。 「私は生まれつき重度の喘息を患っており、空気の質のせいで長年にわたって私の肺活量に大きな傷跡を残していました」と彼は説明した。 当時、ギルマンは水の電気分解の酸素生成部分に興味を持っていました。

ギルマン氏の長年の友人であるスペンサー・テプリン氏は、地元のレストランから調達した廃植物油を燃料とするバイオディーゼル車を開発した。 彼らは一緒に、水の電気分解によって生成されるクリーン エネルギーと酸素出力の利点について話し合いました。 ギルマン氏とテプリン氏は、電解槽業界の同僚が自分たちのアイデアにはメリットがあると考え、2011 年にギルマン インダストリーズ LLC を設立しました。

2011 年 10 月、Gilman 氏と Teplin 氏は、多くの反復を行った後、伝統的な設計に基づいて最初の高分子電解質膜 (PEM) 電解装置を作成しました。 彼らは、この水の電気分解技術が高価で、稼働させるのが難しく、完璧な圧力と脱イオン水を必要とするため、維持が難しいことにすぐに気づきました。

彼らの友人である廣瀬勝彦博士は、「一般的な電解槽は、電化製品というよりはむしろ家に似て作られている」と語った。

ギルマンとテプリンは振り出しに戻り、3 つの原則に基づいて新しい電解槽を設計しました。

最初のステップは、水道水、廃水、そして最も重要なことに、脱イオン水よりもマイクロジーメンスが指数関数的に多い海水などの一般的な水を使用することでした。

次に、ギルマンとテプリンは、白金やイリジウムなどの珍しい金属を使用する代わりに、導電性ポリマーを使用して汚れや酸化を軽減しました。 彼らの研究により、プラチナ電極に代わる長寿命のユニークなポリマーが発見され、電極の寿命が 13 倍向上しました。 彼らはポリマーメーカーに電解槽用のバージョンを調整してもらいました。

ギルマン氏は次のように回想しています。「初歩的なテストでは、複数の水源を汚さずに電気分解できるというその能力に感銘を受けました。私たちは分離技術に同様のポリマーを使用しました。それが再生可能でリサイクル可能であることがわかりました。ポリマーは変更できるため、同じ注入を使用してイノベーションを起こすことができます」型。」

最後の原則は、Evolve™ のほとんどが射出成形可能であるということです。 成形から組み立てまでわずか2時間でユニットを生産します。 CNC で製造された金属 PEM 電解槽とは対照的に、Evolve の製造コストは世代ごとに減少しており、どれだけ経済的に製造できるかについては限界がないようです。

ギルマン氏は次のように説明した。「私たちは、迅速に製造でき、一般的な電解槽が踏み入れようとしない環境に設置でき、硬水を好み、電源を入れて立ち去れば、何か月も忘れることができる、軽量で安価な錆びない電解槽を製造しています。当然のことながら、私たちはこの電解槽 Evolve を商標登録しました。」

このユニークなアプローチは、2014 年の Evolve の特許取得 (特許番号 US 9476133) で最高潮に達し、2016 年 5 月から 2020 年の間に 9 か国で 81 件の高貴なクレームと完全な特許が付与されました。Evolve は 44 か国で保護されています。

Evolve のアクティブな部分は次のとおりです。

すべてのパーツをグループ化できるため、複数のパーツを 1 つのパーツとしてキャストできます。

37 個のセルを含む Evolve 1.0 モデルは 7 つのパーツで構成されており、ユニットの高さは 300mm、直径は 200mm になります。 これは 45 分で組み立てられ、一部の部品は 1 分以内に製造されます。

2020年、ギルマン・インダストリーズの取締役会メンバーは、LLCには限界があると判断した。 関心は世界的なものであったため、デラウェア州の C-corp を設立する方が理にかなっていました。 したがって、2020 年 12 月 12 日、Gilman Industries の創設者は、Evolve の商業化に専念する Evolve Hydrogen Inc. (EHI) を設立しました。

ギルマン氏は、「われわれの使命宣言はわれわれの名前にある。われわれは、グリーン水素業界に、手頃な価格のクリーンエネルギーとバルク水素をすでに使用している多くの業界に革命を起こす戦いのチャンスを与えるつもりだ」と述べた。

EHI には、スコットランドのグラスゴーに Evolve Hydrogen Ltd. とカルガリーに Evolve Hydrogen Canada という 2 つの子会社があります。

EHI は、より信頼性が高く、より迅速に製造できる電解槽の開発を目指すグループとのつながりを確立しました。 また、アンモニア産業（消費される水素の 50% はアンモニア合成に使用されます）、石油とガス、鉄鋼、プラスチック、ガラス、メタノール、鉱業、リチウム、洋上風力、燃料電池、送電網、バイオマス、海運、そして大量輸送グループ。 誰もが Evolve の市販化を熱望しており、予約注文を検討している人もいます。

ニューヨーク州ロングアイランドのいくつかのグループは、Evolveを社会問題、特に再生可能エネルギー産業における公平な雇用の増加に対する解決策とみなしている。 そのような団体の 1 つが、マッティ・アラシッチ氏が率いるナッソーおよびサフォーク郡の建設・建設貿易評議会です。 現地生産により大量の水素設備の需要が満たされ、Evolve 製品ラインの製造と設置において何千もの労働組合の雇用が創出されます。

Evolve は自動化によって大量生産できますが、トルク レンチだけで手動で組み立てることができるため、さまざまなスキル レベルの労働者 (障害者、十分なサービスを受けていないコミュニティ、退役軍人など) による生産に適しています。 EHI は、Evolve の製造、組み立て、販売に関心を持つ北米のいくつかの先住民族とのつながりを確立しています。

Evolve が生成する水素 1 キログラムごとに、8 kg の酸素 (O2) も生成します。 これは、臭気を抑えながら廃棄物処理施設で固形物を 3 分の 1 の時間で分解するなど、地方自治体の用途に使用できます。 O2 が河川に分散され、海洋生物相が表面流出汚染物質に対して有利になる可能性があるため、環境保護団体は関心を持っています。

Evolve の開発において、プリンシパルたちは、環境に優しく持続可能なデバイスを作成することにこだわりました。 寿命後のリサイクル可能性は重要な考慮事項です。 現在のポリマーは、新しいポリマーを混合物に追加する前に、最大 3 回まで回収およびリサイクルできます。

ウクライナ戦争により、ヨーロッパと世界の多くの国は、不安定な外国エネルギーの消費を削減する必要に迫られた。 多くの政府は洋上風力による解決策を模索していますが、既存の送電網の制限により、バッテリーでは長期間の蓄電ができません。 グリーン水素は、洋上風力産業が求め、開発中の長期貯蔵ソリューションです。 米国でも水素は注目を集めています。

Evolve は、2022 年 DOE の水素ショット・インキュベーター賞の受賞者に選ばれ、著名人の注目リストに載っています。EHI の公的支援には、チャールズ・シューマー上院議員が米国エネルギー長官ジェニファー・グランホルムに宛てた声明で、EHI がニューヨーク州立候補者として言及されていることが含まれます。水素ギガファクトリー。 EHI は現政権によるグリーン水素への支援に勇気づけられています。

EHI は、水素の生成、貯蔵、輸送ソリューション全体を提供する合弁事業を確保しています。 2023 年の第 1 四半期にはエキサイティングなニュースが予想されます。

詳細については、Evolve Hydrogen Inc. にお問い合わせください。Brian Gilman: [email protected] Teplin: [email protected]

新しいグループとして、Evolve は 18 ～ 24 か月以内に市場投入可能な製品を開発するための資金を求めています。

なお、この記事は季刊誌第13号にも掲載される予定です。

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