Svenska forskare har konstruerat ett nytt sätt att lagra vätgas i bilar. Skrymmande och explosiva trycktankar blir onödiga. Istället knyts vätgasen till en ofarlig vätska, som enkelt kan tankas i bilen. En ny typ av katalysator separerar gasen innan den förs in i bränslecellen.
– Vår katalysator är bland de mest effektiva som finns, i alla fall om man tittar i den öppna litteraturen, säger Ola Wendt, professor vid Centrum för analys och syntes vid kemiska institutionen vid Lunds Tekniska Högskola.
Vätgasbilar med bränsleceller eller förbränningsmotorer som drivs med vätgas framstår allt mer som det bästa alternativet till elbilar. Enda utsläppet från bilen blir vattenånga, och vätgasen kan framställas genom klimatsmart elektrolys av vanligt vatten. Då spjälkas H2O-molekyler till vätgas (H) och syre (O).
Ett problem har hittills varit att vätgasbilar måste ha skrymmande trycktankar där gasen lagras under mycket högt tryck. Vätgas är också explosivt när den möter syre. Men nu har ett svenskt forskarteam vid Lunds Tekniska Högskola tagit fram en ny revolutionerande metod att lagra vätgas utan att trycktankar behövs.
– Gas kan vara svårt att hantera, och därför tittar vi på flytande bränsle laddat med väte som kan fyllas på vid en mack, ungefär på samma sätt som sker vid bensinstationer i dag, säger professor Ola Wendt via LTH.
Konceptet kallas LOHC (reversibla flytande organiska vätgasbärare), och är inte nytt i sig. Det nya är att de svenska forskarna hittat en mer effektiv katalysator som kan utvinna vätet ur vätskan. Systemet fungerar genom att man har en vätska som bärare för vätgasen. Vätskan pumpas igenom en fast katalysator som separerar vätgasen från vätskan. Vätgasen kan sedan användas i en bränslecell – som omvandlar kemiskt bränsle till el – medan den ”urladdade” vätskan fortsätter till en annan tank. Det enda utsläppet blir då vatten (förutom aceton som cirkuleras och återanvänds). De svenska forskarna har publicerat sina resultat både i Catalysis Science & Technology och Chemistry Europe.
Den urladdade vätskan efter att vätet separerats kan man sedan tömma ur på en mack för att sedan fylla på ny, laddad vätska. Den laddade vätskan får man sannolikt i så fall producera i stor skala, att jämföra med dagens raffinaderier.
– Vi omsatte mer än 99 procent av vätgasen som fanns i vätskan, berättar Ola Wendt.
De svenska forskarna har också räknat på om det skulle kunna gå att använda bränslet till större fordon som bussar, lastbilar och flygplan.
– Med de stora tankar de har skulle man kunna komma nästan lika många mil som på en tank med diesel. Man skulle också få ut 50 procent mer energimängd jämfört med komprimerad vätgas säger Ola Wendt.
De vätskor om använts som vätebärare är isopropanol (som är vanligt förekommande i exempelvis spolarvätska) och 4-metylpiperidin. Det låter enkelt, men det finns fortfarande utmaningar kvar att lösa. En är att katalysatorns livslängd är ganska begränsad. En annan att iridium, som katalysatorn är baserad på, är en dyr metall.
– Men vi räknar med att man behöver ungefär två gram iridium till en bil. Det kan jämföras med dagens avgasreningskatalysatorer, som innehåller cirka tre gram platina, palladium och rodium som också är dyra metaller, säger Ola Wendt.
Grundforskningen verkar alltså mycket lovande. Professor Ola Wendt tror att ett färdigt koncept skulle kunna finnas klart på tio års sikt. Det måste också till ett mer klimatvänligt sätt att producera vätgasen.
– 98 procent av all vätgas i dag är fossil och produceras från naturgas. Där är biprodukten koldioxid. Ur miljösynpunkt är premissen att framställa vätgas för stål, batterier och bränsle meningslös om det sker med fossil naturgas, säger Ola Wendt.
Källa: Lunds Tekniska Högskola
Så fungerar en katalysator
En katalysator är i grunden ett ämne som ökar en kemisk reaktions hastighet utan att själv förbrukas. Katalysatorer kan vara gasformiga, flytande eller fasta ämnen. I praktiken fungerar fasta ämnen bäst eftersom det reagerande ämnet då kan ledas över katalysatorn (i vätskeform eller gasfas) och på så vis kan processen göras kontinuerlig. I detta fall leds vätskan genom ett rör med fasta ämnen.
Källa: Lunds Tekniska Högskola
LÄS MER:
Maths Nilsson är motor- och ekonomijournalist och grundare av Carup, har mångårig erfarenhet från stora mediehus och tidningar. Mer information och kontaktuppgifter