Med ren vätgas i tanken

Vätgas och bränsleceller är ett fantastiskt alternativ till fossila bränslen; här finns inga avgaser, noll CO2-utsläpp och restprodukten är bara rent vatten. En av de stora fördelarna med kombinationen vätgas-bränsleceller är att man kan använda det som mellanlager eller buffert för förnyelsebar elenergi. När det finns ett överskott från sol och vind i elnätet kan man tillverka vätgas, som sedan plockas ut som elektrisk energi via bränsleceller vid behov.

Vätgas har länge hanterats industriellt. Däremot har det varit problematiskt att hitta fungerande material till bränslecellerna. Icke förty har vätgas identifierats som en nyckelkomponent för miljömässigt uthålliga energisystem, vilket i sin tur är en förutsättning för ett uthålligt samhälle. Vätgas, i kombination med bränsleceller, har förutsättningar att ersätta fossilt bränsle och fossila råvaror i industrin, vid transporter och för uppvärmning. Men ska det ta fart behövs tillgång till förnyelsebar el till vettiga priser, så att vätgas och bränsleceller kan konkurrera med fossil energi. Och kostnadseffektiva och slitstarka material i bränslecellen. Utvecklingen går lyckligtvis åt rätt håll.

I det projekt som SSF nu finansierar med 50 miljoner kronor under perioden 2020–2025 fokuserar projektledaren Göran Lindbergh, KTH, med forskarkollegor på tillverkning, användning och lagring av vätgas för en bredare introduktion av vätgas. Projektet kallas PUSH som står för Production, Use and Storage of Hydrogen.

Den vätgas som idag används i stor skala har som regel fossilt ursprung. Ett mer hållbart sätt att producera vätgas är alltså genom elektrolys baserad på förnybar elproduktion. Vid elektrolys sönderdelas vatten till vätgas och syrgas. Metoden finns redan i industriell skala. Men i PUSH-projektet vill forskarna utveckla metoden så att den bygger på ett jonledande membran som inte kräver dyra och sällsynta grundämnen och dessutom sänker energiförbrukningen vid elektrolys och kostnaden därför.

Att lagra stora mängder vätgas tar mycket plats. För att göra vätgasen mer lätthanterad kommer en del av projektet att fokusera på hur vätgasen kan lagras i vätskeform: Det kan ske genom att den blir bunden till större organiska kemiska föreningar, så kallade ”liquid organic hydrogen carriers”, LOHC.

–        Vi tror att det finns tillämpningar där LOHC kan vara ett bra 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, säger professor Göran Lindbergh.

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. En tredje del i projektet kommer att undersöka om inte den här elgenereringen kan göras ännu effektivare om den sker vid en lite högre temperatur.