Vätgasdrivna bränsleceller

Vätgas + bränsleceller kommer i framtidens bilar

 Batteridrivna elbilar har blivit populära i Sverige och stöds av stora företag som t ex Vattenfall. I Japan däremot satsas mer på elbilar drivna av vätgas + bränsleceller, t ex av Toyota. Fördelarna med vätgasbaserade elbilar jämfört med batteridrivna elbilar är snabb tankning, 3-4 minuter, mindre volym och vikt, längre räckvidd, ca 50 mil idag. Det är också billigare idag att lagra och förflytta energi i vätgas än i batterier. Batteriernas livslängd kan också vara ett problem och tillgången till laddstolpar är en begränsning även på sikt. Det blir svårt att sätta upp sådana stolpar överallt i storstäder. För att ladda en elbil hyfsat snabbt fordras dessutom hög effekt, vilket ställer stora krav på elnätets kapacitet.

 

Vad är en bränslecell?

En bränslecell omvandlar kemisk energi från ett bränsle, ofta vätgas, med hjälp av ett oxidationsmedel, ofta syre, till elektricitet genom en kemisk reaktion. Vätgasen oxideras vid anoden och syret reduceras vid katoden. En elektrolyt finns däremellan. En spänning över elektrolyten genererar elektrisk ström. Verkningsgraden är ca 70 %, vilket kan jämföras med konventionella förbränningsmotorer, 25-40 %. Utsläppen är bara vatten. Det går att få stora uteffekter från bränslecellspaket, upp till Megawatt med parallellkopplade stackar.

Ny teknik som framställer vätgas billigare är på gång på flera forskningslabb. Till exempel Professor Yang vid Nanoscience Technology Centre vid Central University of Florida har utvecklat nya material med hjälp av nanoteknik som möjliggör framställning av vätgas direkt från havsvatten med hjälp av solenergi. Forskare vid UCLA i Kalifornien har stoppat in en tredje elektrod i bränslecellen. Det här skulle kunna minska kostnaden för vätgasbilar dramatiskt hävdar Richard Kaner vid UCLA. Nickel, järn och kobolt kan användas för väteproduktionen istället för dyr platina och andra ädelmetaller.

 

Många tillämpningar möjliga

Det finns ett svenskt företag, Powercell i Göteborg, som ligger långt framme när det gäller utvecklingen av bränsleceller som konverterar vätgas till el. Företaget har samarbete med flera bilföretag och med bl a leveranser till Kina, där det satsas stort på bränslecellsdrivna elbilar. De har ca 50 anställda idag och ligger på Hisingen. En utbyggnad av vätgasmackar sker nu i Sverige av bl a Shell.

I världen finns ca 10 000 bränslecellsdrivna bilar idag och antalet ökar snabbt. De billigaste kostar nu ca en halv miljon svenska kronor, dvs klart billigare än Tesla X. Det finns också ca 10 000 vätgasdrivna gaffeltruckar. Toyota börjar också tillverka bränslecellsdrivna stadsbussar 2018. Det finns nu ett hundratal globalt.

Förutom framtidens bilar och lastbilar finns också många andra tillämpningar av bränsleceller. Här kan nämnas back-up power till datacenters, att ersätta dieselgeneratorer, telekomstolpar, off grid strömförsörjning till byggen och fastigheter. energilagring av intermittent förnybar energi från sol och vind. De kan också fungera som s k range extenders till batteridrivna truckar, lastbilar och fartyg.

Mot bakgrund av att flera stora internationella bilföretag som BMW, General Motors och Toyota satsar på bränslecellsdrivna elbilar finns det all anledning att tro att sådana bilar kommer att bli vanliga i framtiden.

 

Göran Bryntse

BränslecellerBränsleceller

Publicerad: 2017-12-06