Brændselsceller skal lette køretøjer for tunge batterier

En postkasserød palleløfter står og venter. Den er det næste trin i et projektforløb, der går ud på at udvikle en motorenhed, som består af et brintlager, brændselscelle, elmotor og styring.

Motorenheden skal være et alternativ til dels forurenende små totaktsmotorer, dels til dyre og uhåndterlige batterier.

Den røde palleløfter skal inden længe ud at køre på et medicinlager og en elektronikgrossists lager, og palleløfteren skal som det første køretøj i innovationsprojektet FC-SPP køre på High Temperature Proton Exchange Membrane-brændselsceller (HT-PEM).

En af fordelene ved HT-PEM er, at brændselscellerne tåler den lidt mere "beskidte" brintkvalitet, der kommer ud af et anlæg, der reformerer metanol til brint. Det er en fordel, fordi konsortiet bag projektet har fundet ud af, at slutbrugerne hellere vil have en løsning med flydende metanol frem for brint i trykflasker.

»Kører man med flaskebrint er det nødvendigt at have en fyldestation, hvor man tanker trykflaskerne op med brint. Med flydende metanol har man kun brug for en dunk,« siger Sten Frandsen, der er projektleder og chef for Center for Vedvarende Energi og Transsport på Teknologisk Institut.

Men det er egentlig et sidespring, for projektet indeholdt ikke fra starten et mål om en anden type lager. Men sådan har forløbet formet sig, det har været et åbent udviklingsprojekt, hvor der er opstået sideprojekter hen ad vejen.

Grønt forsøgsdyr

Det egentlige projekt - at udvikle en motorenhed - begyndte for to år siden og involverer fire demonstrationsprojekter. Ved siden af den røde palleløfter står det første "forsøgsdyr", et grønt parkkøretøj, der normalt bliver drevet frem af batterier med en effekt på fire kW. Køretøjet, en GMR-truck, har blandt andet kørt på kirkegårde i løbet af 2006.

»For et køretøj til en park eller en kirkegård er det vigtigt, at det er støjsvagt og ikke forurener,« siger Sten Frandsen.

I alt er der fire typer af køretøjer, der er udvalgt til at være demonstrationsprojekter i projektet med det officielle navn FC-SPP (Fuel Cell Shaft Power Pack). GMR-trucken, palleløfteren, en elknallert og en højtryksrenser - Teknologisk Institut og resten af konsortiet arbejder sig igennem køretøjerne én for én og samler data hen ad vejen om for eksempel strøm og spænding i kredsløbet og om kørselsmønster.

Den samlede viden bliver brugt i det næste køretøj, og sådan fortsætter det frem til 2008, hvor "eksamensprojektet" er en GMR state-of-the-art-truck, der udvikles i tæt samarbejde med Aalborg Universitet.

»Vores mål er at lave en standardmotorenhed med en effekt på to kW, som kan implementeres i forskellige køretøjer, og motorerne vil i første omgang være beregnet til tre formål: Elcykler, eltrucks og mobile arbejdsredskaber,« siger Sten Frandsen.

Demonstrationskørertøjerne har behov for forskellig effekt, så de to kW er et udgangspunkt. Dog regner Sten Frandsen med, at højtryksspuleren er for svær at få implementeret standarden i, fordi den har et effektbehov på over 20 kW.

Ellers har udfordringen i FC-SPP-projektet været at bygge de forskellige komponenter sammen og gøre det til et universelt system.

»Brændselscellestakken er ubrugelig i sig selv, fordi den kræver hjælpeudrustning som brugerinterface, styresystemer og effektelektronik, og der findes ikke særlig meget dokumentation på området, så vi må prøve os frem,« siger projektlederen.

Behov for mindre svineri

For tiden findes brændselscelle-stakke og brændselscelle-systemer mest som prototyper og få kommercielle produkter på markedet. Der er i øjeblikket ikke en løsning på markedet, som har elmotor, brintlager og brændselscelle i et samlet kompakt system, sådan som den motorenhed, FC-SPP vil bygge.

Men der er et behov for at udvikle denne type teknologi, fordi især de små to-takts forbrændingsmotorer bidrager til en væsentlig del af den samlede danske forurening. Den ufuldstændige forbrænding i motoren udleder uforbrændte kulbrinter, skadelige fine og ultrafine partikler, NOX og drivhusgasser.

I en rapport udarbejdet af Institut for Miljøvurdering hedder det, at knallerter, som fremdrives af små to-takts-forbrændingsmotorer, forurener luften med kulbrinter, for hvad der svarer til syv procent af den samlede forurening fra hele Danmarks personbilpark, selvom de kun bidrager med en halv procent af de kørte kilometer.

»Men faktisk er vi blevet overraskede over, hvem der har været mest interesseret i en brintløsning. Det har været brugere med batteridrevne køretøjer. Batterienheden kan veje op til 130 kg, og det tager unødig tid at skifte batteri,« siger Sten Frandsen.

»Vores udgangspunkt var, at projektet rettede sig mod brugere med de svinende motorer. Men hvis en græsslåmaskine skal køre med brint, ville den lige nu komme til at koste 40.000 kroner. Derfor er der god grund til også at henvende sig til brugere af køretøjer med tunge - og dyre - batterier.«

Posten skal ud - med brint

På værkstedet på Teknologisk Institut, hvor både den grønne GMR-truck og den røde palleløfter står, står også en sort elknallert med bugen åben. Den er det tredje demonstrationsprojekt i rækken, og Sten Frandsen forestiller sig, at den vil finde vej til postbudene eller de grønne bude, fordi den kun udleder lidt vand, men kan sikre en hurtigere levering af post.

Til gengæld er det ikke muligt at placere en metanolreformer i knallerten. Et af de store problemer ved standardmotoren er plads. Brændselscellesystemer fylder generelt mere end den typiske motor eller batterienhed, den erstatter, og skal køretøjet køre med flydende brændstof, vil det kræve endnu mere plads.

»Så jeg tror, at fremtiden bliver, at de store køretøjer kører med flydende brændstof, mens mindre køretøjer, som en knallert, kører med brintflasker,« siger han.

Den viden, der opsamles i løbet af projektet, skal blandt andet realiseres gennem tre tekniske og to merkantile forskningsprojekter. De ph.d.´er, der er med i projektet på den tekniske side, skal udvikle modeller, som virksomhederne kan bruge til at bygge motorenheden efter. Modellen er tænkt som et værktøj til virksomhederne, hvor de kan taste egne behov og parametre ind og derefter sammensætte præcis den motorenhed, de har brug for til det givne køretøj.

I oktober har FC-SPP kørt i to år, så der går et år, før state of the art-trucken skal stå klar. Den merkantile del af projektet begyndte et år senere, så det tager to år, før det bliver afsluttet.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Allerede nu findes der plæneklippere, cykler, knallerter og motorcykler der kører på Lithium batterier, og de virker fantastisk....så medmindre brændselceller bliver meget bedre og billigere end de er nu bliver det sikkert svært at konkurrere med lithium batterier til mange af disse formål.

Regeringen kunne starte med at forbyde alle små benzin plæneklippere, knallerter og knallert 45, så kunne vi spare en masse støjforurening af nærmiljøet samtidig med at vi kunne få en masse erfaringer med el-drift.

PS. jeg har brugt elektriske robot plæneklippere de sidste mange år, og de virker rigtig godt. Og nogen af modellerne er meget støjsvage.

  • 0
  • 0

Det kommer an på brændselscelletypen. Dem der kan brænde benzin af kører ved høj temperatur (800C+) da der ellers vil deponeres kul, der ødelægger elektroderne. På grund af den høje temperatur er de ikke specielt velegnede til fleksibel transport, da opvarmningen til driftstemperatur ikke må gå for hurtigt.

  • 0
  • 0

På grund af den høje temperatur er de ikke specielt velegnede til fleksibel transport, da opvarmningen til driftstemperatur ikke må gå for hurtigt.

Kunne de eventuelt kombineres med LiOn batterier, så batteriet leverer strøm fra starten, og brændselscellen leverer strøm når den er opvarmet til både kørsel og opladning af LiOn batteriet.

Et LiOn batteri, der samtidigt vil kunne oplades, mindsker forureningen, og vil altid være en fordel. Prismæssigt vil opladning også betale sig. LiOn batteriet muliggør regenerativ bremsning, og udjævner forbruget fra brændselscellen, så den ikke behøver at dimmensioneres til stor spidsstrøm.

  • 0
  • 0

Nano mig her og nano mig der. Mange har før lovet at nu kunne de lave bedre batterier. Lad os se hvad de koster, når de kommer i handlen, om om de kan produceres i store mængder.

At udnævne brændselscellen for død, er nok lige tidligt nok. Jeg vil tro at batterier og brændselsceller vil dække forskellige behov, og derfor have hver deres berettigelse. Jeg kan jo skifte mit gasfyr ud med en brændselscelle, men ikke skifte det ud med et batteri ;-)

Til biler er begge teknologier stadigvæk lidt i fremtiden. Men måske brændselscellen oplader batteriet under langturskørsel?

  • 0
  • 0

Jamen Troels...nano batterierne har været i handelen i et godt stykke tid efterhånden...og de bliver bedre og bedre og billigere og billigere hvis du har fulgt med den seneste tid.

Er der nogen der har udnævnt brændselscellerne til døden her? nej vel!! de er bare blevet overhalet indenom af batterierne. Måske brændselscellerne kan indhente det forsømte senere...vi får se.

Men hvor alt er, så kan batterier direkte lagre den højeste energiform "el", og med høj virkningsgrad, og det er jo som udgangspunkt lidt smartere end først at skulle omdanne den til f.eks. brint, med lav virkningsgrad, for derefter med stort tab at lave el igen.

de fleste andre typer brændselsceller der er til at betale har en lav virkningsgrad.

Der kan dog være situationer hvor brændselsceller kan være mere praktiske, så "døde" til alle opgaver tror jeg bestemt ikke de er. Vi får se hvad udviklingen bringer.

Nej, men du kan skifte dit gasfyr ud med en en varmepumpe der kører på CO2 fri strøm, produceret af vindmøller bla. muliggjort af Nano batterier i vores bilpark der kan virke som kæmpe buffer for en stor andel vindmøller. :-) You see!

Så glem alt om gasfyr, oliefyr, brændeovne (med mindre det er for hyggens skyld) m.m. til opvarmning af huse.....for er det ikke bedre med CO2 frie energi kilder, et ordentligt el-net og varmepumper?

Og hvad er der egentlig galt med nano teknologien...den teknologi der kommer til at revolutionere mange områder af vores samfund de kommende år. Ja, sådan er det bare :-).

Nej, til biler er teknologien her, idag hvis vi vil. Og at have både batterier og brændsels celler i bilen er blot med til at gøre bilerne mere komplicerede og dyrere samt spilde energi på først at lave brændselscelle brændstof, for derefter at lave det om til strøm....bedre at tage strømmen ud af stikkontakten direkte fra store effektive CO2 frie kraftværker.

http://www.autobloggreen.com/2007/05/07/au...

http://www.youtube.com/watch?v...CzXs

http://www.youtube.com/watch?v...C9tU

http://www.youtube.com/watch?v...601Q

http://www.youtube.com/watch?v...C2p8

http://www.phoenixmotorcars.co...com/

  • 0
  • 0

Jeg kan jo skifte mit gasfyr ud med en brændselscelle, men ikke skifte det ud med et batteri ;-)

Jo det kan du faktisk ;-)....."25.000 cycles still counting" "less than 50cent Wh in a few years"

i kombination med el-priser der varierer efter suply and demand......så kan det godt betale sig at udskifte sit gasfyr med NANO celler og en varme pumpe og så tanke billig strøm om natten hvorefter man fyrer det af om dagen :-)

  • 0
  • 0

Hvis man ser lidt på energiregnskabet så er brint brændselsceller er rigtig dårlig foretning:

Har man f.eks. 100kWh strøm til rådighed, så skal man først spalte noget vand for at få brint, her er virkningsgraden ca. 70 %, herefter skal brinten komprimeres eller nedkøles til flydende form, virkningsgrad = 85%

Så skal brinten transportes ud til brugeren x% Siden omdannes brinten til strøm i en brændselcelle virkningsgrad 40-50%, for endelig at blive sendt til en elmotor med en virkningsgrad på 90% resultat: man får i nærheden af 25 % af den 100 kWh ud som brugbar energi.

Hvis man derimod havde puttet de 100 kWh direkte på et batteri og ladet det drive elmotoren, ville der have været en virkninggrad på over 75 %, idet lade/batteritab sættes til 85% og de samme 90% til elmotoren.

En anden til man skal tænke på er opstart og nedlukningstiden. Omtalte palleløfter må f.eks. ikke efterlades udendørs i frostvejr medmindre brændselscellen lukkes ned og alt destilleret vand tømmes ud af den, da den eller vil frostsprænges.

Endelig i stedet for de "tunge" batterier, skal man have en termo eller trykbeholder, som fylder mere end batterierne og som er lige så tung.

  • 0
  • 0

Det lyder ikke som et seriøst alternativ endnu.

50 cent /wh / 25.000 cycles giver 0,002 cent pr. lagret wh i batteri slid...eller 2 cent pr KW/h i batteri slid = ca. 11 øre.

Hvis man bruger "demand and suply" modellen, så kan det vel godt betale sig at bruge for 11 øre slid på batteriet for at gemme strøm der i dagtimerne koster op til 5 kroner pr. KW/h men som i de billige timer måske kun koster 10 øre pr. KWh.

Derudover er levetiden på et batteri defineret som det tidspunkt hvor der kun kan lagres 80% af den originale nominelle kapacitet....så et udslidt bilbatteri kan måske tilbringe sin alderdom som "demand and suply" buffer i huset, og dermed fortsætte med at tjene penge hjem :-).

for slet ikke at tale om de andre samfunds fordele en symbiose mellem private batterier og el-nettet kan skabe.

.....helt rigtigt Per, og hvis man har et batteri der kan tåle at blive ladet på 6 minutter og stadig give 20.000 cycles, jamen så kan det være man kan nøjes med et mindre og lettere batteri der så lades i frukost pausen.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten