Elektrolyse, drevet direkte af sollys - mindre mundret kaldet fotoelektrokatalyse - er én af de tre grønne energiteknologier, som Microsoft grundlæggeren, Bill Gates, fremhæver i forbindelse med et nyt initiativ “the Breakthrough Energy Coalition”, som blev lanceret på klimatopmødet i Paris i mandags.
Læs også: Bill Gates annoncerer ny klimafond til COP21
Koalitionen, som består af 20 lande og industriledere med en rigtig stor pengekasse, vil have udvikling af grønne energiteknologier op i et helt andet tempo, fordi de mener, at de er af vital betydning for, at de grønne omstilling lykkes. Samtidig er netop energiteknologier omkostningstunge og kræver derfor ekstra økonomisk støtte.
Læs også: Derfor går det galt igen og igen: Nye energiteknologier plukkes umodne
Ideen er, at teknologierne skal hentes på universiteter og forskningsinstitutioner, og at investorgruppens penge skal føre dem frem til et stadie, hvor de traditionelle investorer kan tage over.
Fokus på COP21 Ingeniøren følger klimaforhandlingerne under COP21, hvor vi dækker de vigtigste politiske frem- og tilbageskridt samt konkrete teknologier, der kommer i fokus. På Ingeniørens blog kan man følge Hans Peter Dejgaard, som skriver daglige indlæg fra Paris.
I sit oplæg, 'Energy Innovation' fremhæver rigmanden selv, at fremstilling af brint, syntetiske brændstof eller kemikalier direkte ved hjælp af solen i en fotoelektrisk solcelle, der bygges sammen med en elektrolyse-celle, vil kunne 'decarbonisere' både elsektoren og transportsektoren og samtidig kunne hjælpe med at løse problemet med at lagre de vedvarende energiformer.
I processen kan der produceres brint, som kan lagres og anvendes direkte som drivmiddel, men som også kan udgøre en byggesten til fremstilling af andre transportbrændstoffer og kemikalier.
Man kan nemlig gå skridtet videre og tilsætte CO2 til processen og dermed få brændstoffer som metan, metanol og ethanol, der kan bruges i transportsektoren. På længere sigt kan cellerne også bringes til at producere forskellige kemikalier til industrien ved hjælp af andre typer katalysatorer.
Læs også: DTU's nye katalysator gør det lettere at omdanne CO2 til biobrændstof
Professor i Fysik på DTU, Ib Chorkendorff, arbejder selv med fotoelektrokatalyse, som han kalder den ultimative måde at høste solens energi på og omdanne den til brint.
Han er helt enig med Bill Gates i, at det er et perspektivrigt område, som man kun lige har taget hul på:
»At kunne omdanne solenergi direkte til brint og syntetiske brændstoffer via elektrolyse-celler og andre typer kemiske celler er vigtigt i en fremtid, hvor vi skal klare os med de vedvarende energikilder. På sigt kan man forestille sig hele marker, som med disse celler står og producerer brændstoffer eller kemikalier i stedet for korn eller roer,« forklarer han og tilføjer, at denne proces er 20 gange så effektiv som at dyrke jorden og udnytte biomassen.
Læs også: DTU bag markant effektivisering af brændselsceller til elektrolyse
Ifølge Ib Chorkendorff kan man i dag fremstille syntetiske brændstoffer af kulstofmolekyler og brint fra elektrolyse , men han vurderer at det vil tage femten måske tyve år, før man har noget der kan konkurrer med konventionel teknologi.
»Håbet er jo, at man kan gøre den samlede proces billigere - end hvis man lader sol og vind producere strøm ind på elnettet og så tager strøm derfra til elektrolyse og konvertering af brint og CO2 men konventionelle katalytiske processer til biobrændstoffer,« siger han.
Læs også: Ny dansk brintgenerator baner vejen for det fossilfri samfund
Hvad angår produktion af deciderede kemikalier vurderer Ib Chorkendorff, at vi er endnu længere ude i fremtiden, fordi det handler om at finde de meste selektive og billigste katalysator-materialer til opgaven.
»Her taler vi nærmest om grundforskning,« siger han og tilføjer, at han nu vil prøve at finde ud af, hvordan man kan ansøge om at få del i fonden mange, rare penge.
Professor og sektionsleder på DTU Energi, Jens Oluf Jensen, vurderer ligeledes, at udvikling af effektive elektrolyseprocesser er ultra vigtigt for at få et 100 pct. vedvarende energisystem til at kunne hænge sammen:
Læs også: Brintlagring af vindmøllestrøm rykker frem på scenen
Det næste skridt - at koble solceller direkte sammen med elektrolyseceller - er han mere forbeholden overfor:
»Kan man få en høj virkningsgrad uden at det bliver vanvittigt dyrt, så er ideen god. Men man binder sig jo til at producere brint, når solen skinner og får dermed et anlæg uden fleksibilitet. Modsat hvis man adskiller de to ting og lader solceller producere til nettet, hvorfra man så henter strøm til elektrolyseprocessen, når og hvor man har brug for den,« siger han.
Man kan læse mere om DTUs arbejde med Fotoelektrokatalyse HER og HER.
