Forskere fra Fraunhofer-instituttets IFAM-afdeling i Dresden i Tyskland har udviklet en ‘superpasta’, som kan være med til at gøre brintbaseret transport nemmere.
I Fraunhofers pressemedelelse hedder det, at produktet, ved navn Powerpaste, kan være et alternativ til at lagre brint i tryktanke. Mens brint normalt opbevares komprimeret i tryktanke eller nedkølet til flydende form, kan brinten lagres i Powerpaste ved stuetemperatur og atmosfærisk tryk.
Brint er en energibærer, som fødes ind i en brændselscelle, hvor brinten kombineres med ilt for at danne elektricitet. Restproduktet er vand.
Mens brint under tryk er både trygt og praktisk i personbiler og større køretøjer, er det ikke praktisk i små køretøjer som elektriske knallerter. Produktet, der nu er udviklet, kan leveres i små kasser, som bare kan skiftes ud.
Når pastaen kombineres med vand, reagerer den og frigiver brintgas. Denne gas kan så tilføres en brændselscelle.
Pastaen består hovedsageligt af pulveriseret magnesium. For at få brint ind i massen udsættes den for fem atmosfæres tryk med brint ved 350 grader celsius. Her dannes magnesiumhydrid. Derefter tilsættes ester og metalsalte. Der stilles ikke særlige krav til det vand, som bruges i processen, så det kan i praksis være havvand.
Slutproduktet fødes ind med et stempel til et kammer, hvor det kombineres med vand for at frigøre brint. Tempoet, hvormed man føder massen ind, afgør, hvor meget brint der frigøres, og dermed hvor høj effekt man kan producere.
I denne proces kommer halvdelen af brinten fra massen, mens resten kommer fra det vand, der tilsættes. Det sørger ifølge pressemeddelelsen for en energitæthed, som overgår brint lagret i tanke med et tryk på 700 bar, og 10 gange energitætheden i den nuværende batteriteknologi.
Resultatet skulle efter sigende være, at man får mindst lige så høj rækkevidde som med en tilsvarende mængde benzin. Forskerne mener derfor, at produktet kan være interessant til større køretøjer, for eksempel som rækkeviddeforlænger i elbiler.
Fordi slutproduktet ikke lagres under tryk, kan det potentielt distribueres langt enklere end brintgas. Forskerne forestiller sig, at benzinstationer kan tilbyde det i små kasser eller via en enkel pumpeteknologi.
Produktet siges at være helt trygt at opbevare under de fleste forhold, da det hævdes, at Powerpaste ikke begynder at blive nedbrudt, før temperaturen passerer 250 graders varme. Dermed vil høje temperaturer ikke være en udfordring, hvis man for eksempel benytter en elektrisk knallert, som står ude i solen.
Der er to væsentlige forskelle på Powerpaste og andre faststofløsninger til lagring af brint, forklarer Marcus Vogt, seniorforsker ved IFAM.
»Vi bruger magnesiumhydrid i Powerpaste i en hydrolysereaktion med vand, som fordobler mængden af brint pr. kg magnesiumhydrid, og pastaen kan pumpes og doseres, så brint kan produceres ved behov, og reaktionen kan afbrydes når som helst,« siger Marcus Vogt.
I dag arbejder forskerne med effekter på op til en kilowatt, men Marcus Vogt siger, at den praktiske grænse for effektudtag er oppe i de tocifrede kilowatt. Dette begrænses dog af varmeudvikling.
Energitætheden er 1,6 kilowatttimer pr. kg masse, eller 1,9 kilowatttimer pr. liter - ifølge forskeren forudsat, at man benytter brændselsceller med 50 procent virkningsgrad. I praksis kan man få 1 kg brint fra 10 kg Powerpaste.
Løsningen hævdes at være særligt effektiv i området 100 watt til 10 kilowatt. Det vil derfor være mest økonomisk rentabelt at benytte den på områder, hvor man har brug for effekter på dette niveau. Produktionen af massen skulle have en pris på ned til 2 euro pr. kg.
Næste mål for gruppen, som arbejder med teknologien, er at sætte produktet i produktion i lille skala ved Fraunhofer IFAM i Dresden. Dette arbejde forventes at være klar inden udgangen af året, og målet er at kunne fremstille fire ton af stoffet om året til forskellige formål.
Hvorvidt Powerpaste vil vise sig at være et levedygtigt alternativ, må tiden vise. At det har høj energitæthed og kan købes i små kasser, betyder ikke nødvendigvis, at det er mere rentabelt end at bruge batterier. Systemer til udskiftning af batterier i elektriske knallerter eksisterer allerede og kan opsættes som automater f.eks. ved en kiosk. Et batteri kan desuden oplades via en almindelig stikkontakt.
Lagring af brint i fast form er i øvrigt ikke en ny idé. Der findes flere eksempler på brint lagret i metalhydrid, blandt andet et projekt vedr. energilagring i Kongsberg.
Et andet eksempel er produktet Hy-Stor 208, en metalhydrid-legering, som bruges blandt andet i gaffeltrucks. Det er effektivt, men vejer også meget. Kun to procent af vægten er brint. Det er ikke så slemt i en gaffeltruck, men det gør det uaktuelt til brug i vejtransport.
Der forskes i forskellige metoder med forskellige legeringer og hydrider, som f.eks. at bruge magnesium diborid (MgB2) til at lagre brinten som magnesium-borhydrid – Mg(BH4)2. Det giver et relativt højt brintindhold.
Lagring under tryk giver høj tæthed i volumen, men ulemperne er ikke uvæsentlige. Når gassen komprimeres, går energi tabt. Komprimeret gas er også kompliceret at distribuere.
At lagre gassen i et metalhydrid fremstår derfor som en attraktiv løsning.
Artiklen er fra tu.no
