Laboratoř je vybavena technologickým zařízením pro elektrolytickou výrobu vodíku a zařízením pro jeho zpětnou konverzi na elektrickou energii pomocí palivových článků.

Palivové články slouží k výrobě stejnosměrné elektrické energie a tepla na principu přímé přeměny plynného paliva a okysličovadla na elektrickou energii při katalytickém procesu podporujícího nevýbušnou a nehořlavou slučovací reakci. Jakožto palivo bude využíván čistý plynný vodík s definovanou čistotou a parametry a jako okysličovadlo bude využíván vzduch.

Moduly palivových článků resp. „stacky“ palivových článků využívají takových chemický a fyzikálních procesů, které odpovídají technologii založené na bázi polymerních protonových membrán a pro tuto technologii budou jednotlivé „stacky“ palivových článků konstrukčně uzpůsobeny.

V laboratoři jsou instalovány moduly nízkoteplotních palivových článků, které lze dle ustáleného mezinárodního názvosloví zařadit do skupiny palivových článků označovaných jako Palivové články s protonovou membránou, z anglického originálu „Proton Exchange Membrane Fuel Cells“, běžně označovaných jako palivové články typu „PEM“ nebo „PEMFC“.

V laboratoři LVT jsou navrženy systémy distribuce a měření technických plynů pro umožnění připojení palivových článků o instalovaném výkonu cca 100 kWe.

Předpokládaná instalace, sloužící pro výzkumné účely CEETe, v počtu 5 modulů („stacků“) v primárně sériovém elektrickém zapojení, o celkovém instalovaném výstupním výkonu 50 kW, sloužící pro výrobu elektřiny (a tepla) z dodávaného plynného vodíku o stanovených parametrech.

Elektrický výkon je prostřednictvím vazebního výkonového měniče, který je umístěný v dozorně laboratoře vodíkových technologií, vyveden na sběrnici střídavého proudu na napěťové hladině 3 x 230/400 V určené i pro další technologické celky CEETe. Produkované teplo (až 80 kWt) je odváděno především skrze vodní chladicí okruh s demineralizovanou vodou, o teplotním spádu 65/60 °C, jež bude rozdělen tepelným výměníkem na dvě části, přičemž sekundární část bude již součástí systému využití odpadního tepla pro účely budovy.

Vstupními médii pro palivové články budou:

• zvlhčený reakční vzduch (až 5 x 500 Nl/min), dodávaný ze systému dodávky reakčního vzduchu dmychadly (kompresory),

• plynný vodík (až 5 x 200 Nl/min), uskladněný v prostoru venkovní plnicí vodíkové stanice.

Inertizace palivových článků se bude provádět plynným dusíkem.

Elektrolyzéry slouží k produkci plynného vodíku o definovaných parametrech a kvalitě dle níže uvedené specifikace. Elektrolyzéry jsou principiálně založeny na principu elektrolýzy vody nebo vhodného vodného elektrolytického roztoku prostřednictvím technologie pevných iontových polymerických membrán.

V laboratoři jsou navrženy systémy distribuce a měření technických plynů pro umožnění připojení dvou typů elektrolyzérů o instalovaném příkonu max. 85 kWe.

Elektrolyzéry typu AEM jsou instalovány v několika volně stojících v modulárních vozících.

Z jednotlivých výrobních bloků bude vyrobený plynný vodík odváděn prostřednictvím separátních tlakových hadic potřebného počtu odpovídajícím ekvivalentu produkce vodíku, tedy 4 Nm³/blok.

Provozní produkce vodíku těmito elektrolyzéry je předpokládána ve výši min. 1 Nm³/h, (max. 8 Nm³/h) při přetlaku 30 bar, přičemž do potrubní trasy odvodu produkovaného vodíku je vřazen systém úpravy fyzikálních parametrů vodíku – odloučení zbytkové vlhkosti. Médiem (elektrolytem) pro výrobu vodíku je roztok demineralizované vody s 1% obsahem K₂CO₃ + KHCO₃.

Okruh elektrolytu, který plní účel chlazení i zásobování reakční vodou bude při provozu elektrolyzérů AEM automaticky doplňován v množství 4 l/h pro každý výrobní blok, tedy celkově až 8 l/h. Okruh elektrolytu zajišťuje odvod tepla z jednotek elektrolyzérů s hodnotou 12 kWt při dodržení teplotní spádu 45/40 °C. V přívodní větvi tohoto okruhu, situovaného z větší části o patro výše (místnost strojovny VZT), bude tepelný výměník napojený na centrální zdroj chladicí vody CEETe. Vratná větev (z výstupu elektrolyzérů), obsahující kromě elektrolytu i elektrolýzou produkovaný plynný kyslík v množství min. 2 Nm³/h (max. 4 Nm³/h), bude zaústěna do beztlaké expanzní nádoby, z níž bude nahromaděný kyslík spolu s v nádrži vznikající vodní mlhou ventilátorem aktivně odvětráván mimo budovu. V nádobě bude dále zabudován elektrický ohřev pro fázi spouštění elektrolyzérů. Jejich inertizace se bude provádět plynným dusíkem.

Obecně je technologie plazmového zplyňování čistější a šetrnější k životnímu prostředí než běžné zplyňovací či spalovací procesy.

Plazmové zplyňování probíhá na základě termálního procesu, při kterém je odpad (nebo jiná vstupní surovina) vystaven extrémním tepelným podmínkám panujících v plazmatu, kdy se jedná o teploty až 2 000 °C.

Celkově se proces plazmového zplyňování skládá z několika kroků, mezi které lze zařadit vhodnou předpřípravu a dávkování vstupních surovin do plazmového zplyňovacího reaktoru, zplyňovací reaktor, čištění synplynu (případně separace jeho zájmových složek) a koncové využití energoplynu. Ten lze využívat např. pro výrobu syntetických paliv prostřednictvím Fischer-Tropschovy syntézy, pro výrobu elektřiny a tepla v kogenerační jednotce či např. k výrobě vodíku, který lze po důkladném čištění dále využívat v palivových článcích.

Jak již bylo zmíněno ke generaci termálního plazmatu slouží u plazmového zplyňování zařízení nazývané plazmový hořák či plazmatron. V současné době disponuje laboratoř plazmatronem o celkovém výkonu 150 kW a potřebným podpůrným systémem pro jeho fungování. Součástí vybavení laboratoře plazmatronu je vyvíječ přehřáté páry, chladící okruh, dopravník paliva, přívod oxidačního média, odpadní systém, zařízení pro vysokoteplotní filtraci, zařízení pro mokrou a alkalickou vypírku plynu, separační membránová technologie a další.