Výzkum a vývoj

Národní centrum vodíkové mobility – NAHYC-m je centrum, které vzniklo v rámci naplňování Vodíkové strategie pro klimaticky neutrální Evropu a Vodíkové strategie ČR, která odráží cíl Zelené dohody pro Evropu – dosáhnout do roku 2050 klimatické neutrality. Centrum cílí na VaVal spolupráci klíčových aktérů ČR – státu, výzkumných organizací a podniků v oblasti vodíkových technologií a stojí na principech integrální ekologie.

Realizační tým tvoří členové HYTEP, zástupci univerzit podílejících se na výzkumu a výuce v oblasti vodíkových technologií a představitelé podniků a dalších organizací zabývajících se vodíkovými technologiemi. Koordinátorem realizačního týmu je CDV a aktivní roli hraje i společnost APT, spol. s r.o., která se podílí na řešení následujících dílčích projektů:

• DP001 Metodika rozvoje ostrovních řešení pro akceleraci vodíkové mobility (do 06/2025)
  Cílem dílčího projektu je vytvořit nástroje pro koncepční rozvoj vodíkové mobility, aby mohlo dojít k jeho řízenému rozvoji, který je celospolečenským zájmem s mnoha benefity. Dále je cílem dílčího projektu vytvořit sadu nástrojů pro orgány státní správy, zejména pak Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), Ministerstvo dopravy (MD) a Ministerstvo životního prostředí (MŽP), umožňujících efektivní a koncepční rozvoj vodíkové mobility, především s ohledem na využití nízkoemisního vodíku. Vodíkové hospodářství v dopravě ČR je v kontextu dílčího projektu chápáno jako nástroj pro plnění závazků ČR o snižování emisí CO2 a v dlouhodobém horizontu jako nástroj pro snižování závislosti na zahraničních energetických zdrojích v dopravním sektoru ČR.

  Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

  • Základní koncept rozvoje ostrovních řešení pro akceleraci vodíkové mobility
  • Optimalizace dlouhodobého ukládání vodíku v ostrovním řešení
  • Optimalizace provozu ostrovní vodíkové čerpací stanice pro kombinovanou flotilu autobusů
  • Optimalizace ostrovního vodíkového hospodářství v zařízení pro energetické využití odpadů
  • Optimalizace ostrovního vodíkového hospodářství v energetickém centru
  • Specializovaná mapa pro optimalizaci dlouhodobého ukládání vodíku v ostrovním řešení v Litoměřicích
  • Specializovaná mapa optimalizaci provozu ostrovní vodíkové čerpací stanice pro kombinovanou flotilu autobusů v lokalitě Most – Litvínov
  • Specializovaná mapa pro optimalizaci parametrů vodíkové čerpací stanice a jejího zásobování z externí výrobny obnovitelného vodíku na Liberecku
  • Specializovaná mapa pro optimalizaci ostrovního vodíkového hospodářství v zařízení pro energetické využití odpadů v Brně
  • Specializovaná mapa pro optimalizaci ostrovního vodíkového hospodářství v energetickém centru v Plané nad Lužnicí
  • Návodná metodika pro zájemce o realizaci regionálních dopravních vodíkových mikrogridů
  • Metodika posuzování lokality z pohledu PO a BOZP
  • Návrh podkladů obsahu pro TPG pro mobilní vodíkové čerpací stanice
• DP003N Podpůrný SW pro akceleraci zavádění vodíkové mobility (do 06/2026)
  Cílem dílčího projektu je vytvořit podpůrné nástroje pro strategickou výzkumnou agendu Centra a rozšíření aktivit o nové požadavky MPO a MD v oblasti zavádění vodíkové mobility, včetně zajištění podkladů výzkumné podpory aktualizace NAP ČM. Dále cílem dílčího projektu je vytvořit sadu podpůrných nástrojů pro orgány státní správy, zejména pak Ministerstvo průmyslu a obchodu (MPO), Ministerstvo dopravy (MD) a Ministerstvo životního prostředí (MŽP), umožňujících efektivní a koncepční rozvoj vodíkové mobility, především s ohledem na využití nízkoemisního vodíku.

  Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

  • Energeticko-nákladový model vozidla pro zásobování plnicích stanic
  • Matematicko-digitální modely vodíkových vozidel a plavidel
  • Digitální model vodíkového dopravního mikrogridu
  • Sada specializovaných map pro geoprostorové analýzy
  • Podpůrný softwarový nástroj pro metodiku rozvoje ostrovních vodíkových řešení
  • Digitální model prvků výroby, komprese a uskladnění vodíku
  • Digitální model prvků plnicí infrastruktury
  • Funkční vzorek modulární sestavy pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon
  • Zařízení pro simulaci spotřeby vozidla na vodíkový pohon
  • Software s implementovaným matematickým modelem části vozidla na vodíkový pohon
• DP006 Provozní aspekty vodíkových plnicích stanic (do12/2026)
  Dílčí projekt je zaměřen na vybrané aspekty provozu vodíkových plnicích stanic, od změn stavů vodíku při proudění vodíkovými soustavami, přes otázky bezpečnosti až po otázku degradace materiálů při kontaktu s vodíkem. Vědecko-výzkumné aktivity dílčího projektu jsou organizačně rozčleněny do tří pracovních balíčků. V rámci 1. pracovního balíčku je pozornost věnována otázkám bezpečnosti, predikci unikajícího množství vodíku, problematice detekce vodíku v plnicích stanicích a opatřením pro zajištění bezpečnosti. 2. pracovní balíček zahrnuje výzkumné aktivity zaměřené na změny stavu vodíku ve vodíkových soustavách, včetně problematiky plnění a vypouštění zásobníku vodíku a s tím spojené energetické a ekonomické náročnosti a zajištění odvodu tepla. 3. pracovní balíček je zaměřen na degradaci materiálů při dlouhodobém kontaktu s vodíkem. V rámci tohoto balíčku budou také zkoumány možnosti využití aditivních technologií (3D tisku) při výrobě komponent vodíkových zařízení.

  Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

  • Podklady pro schvalovací proces týkající se bezpečnosti plnicích vodíkových stanic
  • Software pro predikci množství uniklého vodíku v čase
  • Komplexní 1D výpočetní model plnicí vodíkové stanice pro optimalizaci a ověřování koncepce a konstrukce
  • Ověřovací provoz modelu plnící stanice jako digitálního dvojčete skutečné plnící stanice
  • Podklady pro volbu vhodného materiálu těsnění a 3D tištěných komponent
  • Funkční vzorek 3D tištěné vodíkové armatury
  • Počítačový model zařízení pro testování komponent pro rychlé plnění vozidel vodíkem
• DP007 Odběrové zařízení vysokotlakého vodíku (do10/2026)
  Cílem řešení projektu je výzkum a vývoj odběrového zařízení vysokotlakého vodíku z celého ekosystému vodíkového hospodářství od výroby po pistoli plnicí čerpací stanice. Požadovaná čistota vodíku je definována normou ČSN ISO 14687. Odběr vzorků z plnicích stanic znesnadňuje vysoký tlak a požadovaná vysoká chemická čistota vodíku. K odběru je tedy potřeba odběrné zařízení, které dnes není v české produkci dostupné. Pro odběr vzorků je potřebná také odpovídající příprava odběrového zařízení.

  Cílem dílčího projektu je vytvoření podmínek a zařízení pro akceleraci zavádění prvků vodíkové infrastrukturu pro mobilitu. Dílčí projekt se skládá ze 3 pracovních balíčků. WP1 řeší rešerši technologie zařízení. WP2 se zabývá řešením a ověřením zařízení pro odběr vzorků (ověřené technické zařízení – funkční vzorek, připravený pro realizaci prototypu/průmyslově-právní ochrana zařízení v podobě užitného vzoru, možnost prodeje licence). WP3 řeší a ověřuje zařízení pro přípravu vzorkovnic na odběr vzorků vodíkového paliva (způsob přípravy zařízení pro odběr vzorků).

  Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

  • Odběrové zařízení vysokotlakého vodíku (funkční prototyp)
  • Zařízení pro přípravu vzorkovnic na odběr vzorků vodíkového paliva (funkční prototyp)
• DP008 Ekosystém plnění vodíku rychlostí přesahující 60 g H2/s (do12/2028)
  Cílem řešení projektu je výzkum a vývoj klíčových komponent systému pro plnění vysokotlakého vodíku 350 bar s rychlostí plnění přesahující 60 g H2/s podle nového standardu SAE J2601-5. Výsledkem je realizace mobilní vývojové platformy rychlého plnění s multifunkčním využitím.

  Výsledky dílčího projektu jsou nebo budou následující:

  • Terminologický slovník a přehled legislativy protokolu plnění s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Doporučení terminologie související s problematikou vysokorychlostní vodíkové plnění v mobilitě pro potřeby státu
  • Schémata pro rychlé plnění ve vztahu ke standardu plnicího protokolu podle SAE J2601
  • Schémata pro rychlé plnění ve vztahu ke standardu plnicího protokolu podle SAE J2601
  • SW pro řízení, regulaci a senzoriku plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Přehled měřených dat a možnosti jejich vytěžování pro plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Model teplotní stabilizace
  • Model termodynamických dějů plnění vodíkem hmotnostními toky přesahujícími 60 g H2/s
  • Digitální energetický model plnění plynného vodíku s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Kaskáda tlakové nádoby pro plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Popis energetických a termodynamických jevů u chlazení při plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Chladicí soustava pro plnění s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Výdejní zařízení vodíku pro plnění vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Mobilní vývojová platforma pro plnění plynného vodíku s rychlostí přesahující 60 g H2/
  • Zkušební přípravek protokolu rychlého plnění s rychlostí přesahující 60 g H2/
  • Metodika použití zkušebního přípravku pro testování správnosti dodržení plnicích protokolů (včetně SAE J2601-5) výdejních zařízení vodíku
  • Návrh doporučení rozšíření národních předpisů o dobrovolné plnění protokolu SAE J2601-5 v rámci ČR
  • Zástavba palivového systému pro možnost plnění plynným vodíkem s rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Analýza dat reálného provozu vozidla umožňujícího kombinaci rychlého a standardního plnění
  • Analýza dat reálného provozu vodíkového ekosystému s možností plnění vodíku rychlostí přesahující 60 g H2/s
  • Návrhy doporučení provozně-bezpečnostních aspektů zařízení pro rychlé plnění
  • Srovnání standardů plnicích protokolů – podklady pro didaktické texty pro úroveň středního školství
  • Návrhy doporučení úprav směrnic a předpisů legislativní a nelegislativní povahy souvisejících se standardem SAE 2601-5

Tyto dílčí projekt jsou spolufinancovány se státní podporou
Technologické agentury ČR v rámci Programu Národní centra kompetence.

Zaujali jsme vás?