Production, use and storage of hydrogen (PUSH)
- Reference number
- ARC19-0026
- Project leader
- Lindbergh, Göran
- Start and end dates
- 200801-251231
- Amount granted
- 50 000 000 SEK
- Administrative organization
- KTH - Royal Institute of Technology
- Research area
- Materials Science and Technology
Summary
The main goal of this research centre is to address scientific and technical hurdles impeding the widespread use of hydrogen in sustainable energy systems, by combining activities on production, storage and distribution, and use of hydrogen in a single coordinated research activity. The planned activities include: - Polymer membrane electrolytic cells based on new classes of alkaline membranes, enabling the use of abundant catalyst material and better adopted to respond to fast load changes. - Liquid organic hydrogen carriers which will have a complementing role to pressurised hydrogen gas due to their ease to store and distribute. - Proton exchange membrane fuel cells operating at enhanced temperatures. Cross-cutting activities on system studies, membranes, catalysts, bipolar plates and durability will link the focus areas and assure collaborations between doctoral students, postdocs, researchers and research teams. Essential for the success of the project are also the activities concerning management, dissemination and a doctoral network. 8 PhD students and 3 postdocs will be trained in the centre. The multidisciplinary consortium is composed of seven different research groups active at four universities and one research institute in Sweden. Within the consortium there is access to laboratories with a large number of advanced research facilities, instruments, test cells, reactors and methods, and experienced personnel.
Popular science description
Vätgas har identifierats som en nyckelkomponent i den pågående omställningen till ett uthålligt energisystem och samhälle. Den kommer att ha en viktig roll för att lagra överskott av elenergi från förnybar produktion, användas för att generera elenergi när det är brist och som ett transportbränsle, samt ersätta fossila råvaror i industrin. I det här projektet kommer vi att fokusera på tre områden som alla kan underlätta en bredare introduktion av vätgas: produktion, lagring och distribution, och användning av vätgas. Huvuddelen av den vätgas som idag används i stor skala för olika tillämpningar har ett fossilt ursprung. Ett mer hållbart sätt att producera vätgas är genom elektrolys baserad på förnybar elproduktion. Vid elektrolys sönderdelas vatten till vätgas och syrgas, och metoden finns redan i industriell skala. Det vi vill göra är att utveckla metoden så att den bygger på ett jonledande membran som gör det möjligt att både undvika dyra och sällsynta grundämnen, men också gör det möjligt att sänka energiförbrukningen och kostnaden. Att lagra stora mängder vätgas tar stor plats. För att göra vätgasen mer lätthanterad, och därigenom underlätta lagring och distribution, vill vi undersöka hur vätgasen kan lagras i vätskeform, genom att den blir bunden till större organiska kemiska föreningar, så kallade ”liquid organic hydrogen carriers”, LOHC. Det kommer även i fortsättningen att finnas stor användning för vätgas som gas, och då trycksatt. Vi tror dock att det finns användningsområden där LOHC kan vara ett bättre alternativ, men det förutsätter att omvandlingen till en vätska inte har för stora förluster. Var i energisystemet olika former av lagrad vätgas kan göra bäst nytta är också något vi vill studera. Det mest effektiva sättet att generera elenergi från vätgas är i en bränslecell. Bränsleceller finns kommersiellt och används redan för framdrift av bilar och bussar, och för generering av el och värme i bostäder. Vi vill undersöka hur dessa bränsleceller, som även de bygger på jonledande membran, kan göras ännu mer effektiva genom att arbeta vi lite högre temperatur. För att åstadkomma allt detta har vi skapat ett nationellt projekt med deltagare från åtta olika grupper från fyra olika universitet och ett forskningsinstitut. Tillsammans med 8 doktorander och 3 postdoktorer som ska rekryteras ser vi fram mot att ta oss an denna viktiga och roliga forskningsutmaning.