Kan leverera ren vätgas till ett mycket lägre pris
Forskare vid University of Birmingham har utvecklat en ny metod för att framställa väte som fungerar vid mycket lägre temperaturer än dagens teknologier.
Genombrottet skulle kunna göra rent väte billigare att producera och göra det möjligt för fabriker att producera vätgas med spillvärme som annars bara skulle försvinna.
Läs: Varför koldioxid kyler den övre atmosfären – samtidigt som jorden under värms upp
Studien, som publicerades i International Journal of Hydrogen Energy, fokuserar på ett speciellt material som kallas perovskitkatalysator. Denna katalysator kan dela vatten i väte och syre mycket effektivare än dagens termokemiska metoder.
Varför vi behöver renare väte
Väte anses vara ett av de mest lovande rena bränslena för framtiden, eftersom det bara producerar vatten och värme när det används.
Den kan också driva bränsleceller som genererar elektricitet utan att släppa ut en enda droppe koldioxid.
Trots detta produceras det mesta av vätgas idag fortfarande från fossila bränslen som naturgas – vilket skapar stora utsläpp av växthusgaser.
Forskare har letat efter renare sätt att framställa vätgas i flera år. En lovande metod är termokemisk vattendelning, där värme och katalysatorer används för att separera vatten till väte och syre.
Problemet är att dagens system kräver extremt höga temperaturer – ofta mellan 700 och 1000 grader Celsius för att vattnet ska dela sig självt, och upp till 1300–1500 grader för att återskapa katalysatorn så att den kan användas igen. Dessa temperaturer gör processen både dyr och energikrävande.
Genombrottet: en katalysator som kan tåla lägre temperaturer
Forskarteamet i Birmingham, lett av professor Yulong Ding, hittade ett sätt att dramatiskt sänka dessa temperaturer. Lösningen var en specialdesignad perovskitkatalysator gjord av barium, niobium, kalcium och järn.
Dessa material är relativt vanliga, giftfria och lättare att producera än många avancerade katalysatorer.
Forskarna upptäckte att den nya katalysatorn kunde producera betydande mängder väte vid temperaturer så låga som 150–500 grader Celsius. Katalysatorn kan också regenereras vid temperaturer mellan 700 och 1000 grader – cirka 500 grader lägre än vad många nuvarande teknologier kräver.
Spillvärme från industrin kan bli en resurs
Lägre temperaturer ger stora praktiska fördelar. Många tunga industrier – såsom stålverk, cementfabriker, glasproduktion och kemisk industri – producerar enorma mängder spillvärme under normal drift.
Enligt forskarna kan denna spillvärme potentiellt användas för att driva vätgasproduktionen direkt där och då.
Att producera vätgas nära där det ska användas minskar också behovet av kostsam transport- och lagringsinfrastruktur – fortfarande ett av de största hindren för storskalig användning av vätgas.
Det kan vara billigare än både grön och blå vätgas
Teamet har också gjort en tidig ekonomisk analys av teknologin. Resultaten tyder på att den nya processen kan producera vätgas till en lägre kostnad än både grönt väte (tillverkat med elektrolys drivet av förnybar elektricitet) och blått väte (gjort av naturgas med koldioxidavskiljning).
Kostnadsfördelen kan vara särskilt viktig i länder med rikligt med förnybar energi och låga elpriser – såsom Australien.
Patent ansökt och redo för kommersialisering
Forskningen genomfördes i samarbete med University of Science and Technology Beijing. University of Birmingham har redan lämnat in en patentansökan för teknologin och söker nu kommersiella partners för att vidareutveckla den.
Forskarna säger att den nya katalysatorn förblev stabil i minst 10 produktionscykler, med liten synlig strukturell skada under testerna. De tror att teknologin kan vara ett viktigt steg mot renare och billigare vätgasproduktion i framtiden.
Läs vidare Sporten: Manchester United har allt att vinna på att Lewandowski värvat
