Framtidens bränsle?

Om man ska kunna använda väte som bränsle måste man först lösa en rad problem. Det handlar om både pris och hållbarhet samt hur vi förvarar och gör vätet tillgängligt. Med det sagt så handlar det om en teknik som har många miljömässiga fördelar – och därför är många forskare och politiker mycket engagerade för att hitta lösningar på problemen.

Pris och hållbarhet

Väte är mycket dyrt. Det är dyrt att producera och det finns fortfarande inga etablerade system där man kan producera billigt väte med hjälp av befintlig energi i stor omfattning, t.ex. när det finns ett överskott av elektricitet från vindkraftverk och solceller.

Priset på själva bränslecellerna är också högt, och det är svårt att konkurrera prismässigt med traditionella gaspannor eller elektricitet från de centrala kraftverken som finns i stickkontakten.

Det är också fortfarande ett problem att bränslecellstekniken fortfarande inte håller så länge. Med den häftiga kemiska processen i bränslecellen förstörs tyvärr delarna i varje enskild bränslecell snabbt.

Framtidens energilager

En del bränsleceller kan fungera både för produktion av väte och för produktion av el och värme. Processen kan med andra ord gå åt båda håll. Idén finns redan i en form som vi känner till i ett vanligt batteri, som också kan laddas upp genom att man tillför energi. Om den möjligheten utnyttjas kommer det att bli möjligt att producera energi i varje enskilt hus med hjälp av solceller på taket när solen skiner. Det är också möjligt att varje enskilt hushåll ingår ett avtal med energiföretag som äger vindkraftparker på havet eller i närheten av huset. När det blåser mycket kan det nämligen finnas ett överskott på elektricitet och i framtiden kommer varje enskild bostad kanske på så sätt att hjälpa till med att lagra energin för senare användning hemma med hjälp av bränsleceller. När det inte blåser kan bränslecellen å andra sidan producera elektricitet och därmed bidra till att leverera energi – också till andra platser än det enskilda hushållet. Det är den typen av idéer som forskarna arbetar med i dag under namnet ”det intelligenta elnätet”, på engelska kallat Smart Grid, som ofta används i media.

Andra användningsområden

En bränslecell levererar bara en mycket liten mängd el. Vanligtvis omkring en volt i spänningsskillnad. Om man vill ha större spänning kan man bygga i hop dem. Det kallas en cellstack och på så sätt kan man leverera just den spänning som önskas. För närvarande forskar man om att göra cellstackar av bränsleceller, som kan generera lika mycket energi som man får från kraftverk. Men det är kanske lika intressant att det också går att producera små stackar som kan ersätta batterierna i mobiltelefoner och leksaker.

Lösningar för lagring

Väte är världens lättaste gas och den med minst molekyler. Eftersom den samtidigt är mycket explosiv finns det många förhållningsregler som måste följas för att den ska kunna användas som bränsle utan att försvinna eller utan att vara farlig. I dag används många olika former av förvaringsmetoder. Vätet kyls ner så att det blir flytande. Det kan pressas samman under högt tryck och förvaras i trycktankar, och väte kan lagras i olika former av metalldamm.

I dag är den vanligaste metoden för att förvara väte att använda trycktankar. Det finns dock många problem med just det. Gas under tryck kräver mycket starka gasbehållare – och risken för en explosion finns alltid.  Om vätet ska göras flytande måste det göras riktigt kallt. Mer exakt ska det kylas ner till minus 254 grader – och det kräver stora mängder energi och det är svårt att hantera.

Den mest lovande metoden verkar just nu vara att framtidens vätetank är av metaller som kan bygga in väteatomer i sin nätstruktur, alltså sättet som metallens atomer sitter ihop.

Som exempel kan man tänka på en bil. För att fungera som bränsle i en bil måste metallen innehålla väte i en omfattning som motsvarar 6,5 procent av dess vikt. Det lyckades med metallen magnesium. Problemet med magnesium är dock att det tar mycket lång tid att både avge och ta upp vätet från metallens nätstruktur. Därför har forskare hittat andra metaller, som litium, natrium och aluminium som tillsatts små mängder av en tyngre metall, som titan. Dessa material kan lagra väte med upp till 20 procent av sin vikt och upptagning och frigivning sker mycket snabbare och vid lägre temperaturer än med magnesium.