Vihreän vedyn demolaitteisto

Abstract

Insinöörityössä kartoitettiin Metropolia Ammattikorkeakoululle vihreän vedyn demolaitteisto, joka soveltuisi insinööriopiskelijoiden opetuskäyttöön vedyn tuotannon ja hyödyntämisen havainnollistamiseen. Työn tavoitteena oli löytää kokonaisuus, jonka avulla voidaan käytännönläheisesti opettaa vedyn elektrolyysiä ja polttokennotekniikkaa sekä mahdollistaa prosessien mittaus ja hallinta opetustilanteissa.

Insinöörityön taustana tarkasteltiin vedyn fysikaalisia ominaisuuksia, tuotantomenetelmiä, käyttösovelluksia sekä vihreän vedyn merkitystä ilmastonmuutoksen hillinnässä. Tietoperustassa esiteltiin elektrolyysi- ja polttokennotekniikoiden toimintaperiaatteet sekä vedyn varastoinnin ratkaisuja. Tämän lisäksi selvitettiin Suomen ja Euroopan unionin vetytaloustavoitteita ja analysoitiin Suomen mahdollisuuksia vihreän vedyn tuotantomarkkinoilla.

Työ toteutettiin kartoittamalla kymmeniä kansainvälisiä laitevalmistajia ja vertailemalla vaihtoehtoja teknisten ominaisuuksien, opetuksellisen soveltuvuuden ja turvallisuusvaatimusten perusteella. Kartoituksen perusteella parhaaksi vaihtoehdoksi valittiin Heliocentris Academian laitevaihtoehdot, jotka tarjoavat kattavat mittaus- ja demonstraatiomahdollisuudet käytännönläheiseen opetuskäyttöön. Työn tuloksena löydettiin insinöörien opetuskäyttöön soveltuva demolaitteisto.

The purpose of this engineering thesis was to identify a suitable green hydrogen demonstration setup for Metropolia University of Applied Sciences, aimed at educating engineering students on hydrogen production and utilization. The primary goal was to develop a comprehensive solution capable of practically demonstrating hydrogen electrolysis and fuel cell technologies, as well as enabling measurement and control of these processes within an educational context.

As a background for this thesis, the physical properties of hydrogen, various methods of production, potential applications, and the significance of green hydrogen in mitigating climate change were examined. The theoretical framework outlined the operational principles of electrolysis and fuel cell technologies and reviewed solutions for hydrogen storage. Additionally, the study investigated hydrogen economy targets in Finland and the European Union and analyzed Finland's potential in the green hydrogen production market.

The practical implementation involved evaluating numerous international equipment manufacturers, comparing options based on technical features, educational suitability, and safety requirements. Based on this evaluation, the devices from Heliocentris Academia were identified as the most suitable solution, offering comprehensive capabilities for measurement and demonstration in practical educational use. As a result of this thesis, a demonstration setup suitable for engineering education purposes was identified.