Produktion, användning och lagring av vätgas (PUSH)
- Diarienummer
- ARC19-0026
- Projektledare
- Lindbergh, Göran
- Start- och slutdatum
- 200801-251231
- Beviljat belopp
- 50 000 000 kr
- Förvaltande organisation
- KTH - Royal Institute of Technology
- Forskningsområde
- Materialvetenskap och materialteknologier
Summary
Huvudmålet för forskningscentret är att arbeta med vetenskapliga och tekniska hinder som står i vägen för en utbredd användning av vätgas i hållbara energisystem, genom att kombinera aktiviteter gällande produktion, lagring och distribution samt användning av vätgas i en enda samordnad forskningsaktivitet. De planerade aktiviteterna omfattar: - Polymermembran-elektrolys baserad på nya klasser av alkaliska membran, vilket möjliggör användning av rikligt förekommande katalysatormaterial, och som är bättre anpassad till att svara på snabba laständringar. - Flytande organiska vätebärare som är lätta att lagra och distribuera och kan vara ett bra komplement till trycksatt vätgas. - Bränsleceller med sur membranelektrolyt som arbetar vid högre temperaturer. Tvärgående aktiviteter såsom systemstudier, membran, katalysatorer, bipolära plattor och hållbarhet kommer att koppla samman fokusområdena och säkerställa samarbete mellan doktorander, postdoktorer, forskare och forskargrupper. Väsentliga för att projektet ska lyckas är också aktiviteter som rör projektledning, resultatspridning och ett doktorandnätverk. 8 forskarstuderande och 3 postdoktorer kommer att utbildas i centret. Det tvärvetenskapliga konsortiet består av sju olika forskargrupper som är verksamma vid fyra universitet och ett forskningsinstitut i Sverige. Inom konsortiet finns tillgång till laboratorier med avancerade forskningsfaciliteter, instrument, testceller, reaktorer och metoder samt erfaren personal.
Populärvetenskaplig beskrivning
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.