Forskare i Umeå har utvecklat en metod som skulle kunna göra vätgas billigare. Metoden förbättrar omvandlingen av vatten och elektricitet till vätgas.
Vätgas är en energikälla som kan användas för att ersätta fossila bränslen. Den produceras genom en process som kallas vattenelektrolys, där vatten delas upp i vätgas och syrgas.
Processen kräver en så kallad elektrokatalysator för att underlätta reaktionen. Idag är den mest effektiva teknologin för denna process något som kallas PEM-vattenelektrolys (Proton Exchange Membrane).
Vätgas – några av begreppen
- Vattenelektrolys: Processen att använda elektricitet för att dela upp vatten i dess komponenter, vätgas och syrgas.
- Elektrokatalysator: Ett material som deltar i en elektrokemisk reaktion för att öka reaktionshastigheten.
Källa: Umeå universitet
Men vätgasproduktion via PEM-vattenelektrolys innebär ett problem. Den kräver nämligen att ädelmetaller som platina, rutenium och iridium används. Ädelmetallerna är inte bara dyra och finns i begränsad mängd. Rutenium och iridium bryts också ner med tiden, vilket minskar effektiviteten i vätgasproduktionen.
– Det är ett problem som behöver lösas för att vi fullt ut ska kunna dra nytta av PEM-teknik, säger universitetslektorn Eduardo Gracia vid Umeå universitet.
Dyr metall fångas i stödstruktur
Hur ska det då ske? Ett sätt är att fånga den väldigt aktiva men dyra metallen i en stabil men inaktiv ”byggnadsställning”. Det är något som Eduardo Gracia och kollegor har testat.
En sådan stödstruktur kan hålla ädelmetallerna stabila även under tuffa förhållanden. Strukturen som forskarna har studerat består av en blandning av oxider av tenn, antimon, molybden och wolfram. Denna kombination visade sig vara tillräckligt stark för att skydda ädelmetallerna och även andra komponenter i systemet från nedbrytning.
Det här skulle kunna göra PEM-tekniken mer ekonomisk och effektiv för storskalig, förnybar vätgasproduktion, menar forskarna, som ser resultaten som ett viktigt steg i övergången till ett mer hållbart samhälle.
Så funkar vätgas
Vätgas består av endast två väteatomer och har därför den kemiska beteckningen H2. Väte är det vanligaste och lättaste grundämnet i universum. Vätgasen är lättantändlig men brinner rent och innehåller mer energi per kilo än fossila bränslen.
Vätgas är en energibärare som kan användas för att transportera, lagra och tillhandahålla energi, precis som elektricitet. Den stora potentialen har vätgas som energibärare i ett förnybart energisystem där den framställs från till exempel sol, vind eller vatten.
Källa: Naturskyddsföreningen
Läs också:
Vätgas i tanken kan rädda miljön
När blir det grönt att flyga igen?
Miljöfrågorna som försvann
Vetenskaplig artikel:
A Quaternary mixed oxide protective scaffold for ruthenium during oxygen evolution reaction in acidic media, Communications Engineering.
Kontakt:
Eduardo Gracia, universitetslektor vid Institutionen för fysik, Umeå universitet
eduardo.gracia@umu.se
