Svenska forskare utvecklar billigare metod för grön vätgas

Inom det gemensamma bilaget Cell Centric samarbetar Volvo lastvagnar och Daimler Trucks kring utveckling av bränsleceller som ska användas av kommande vätgasdrivna lastbilar. Prototyper har redan visats upp och de båda lastbilstillverkarna är inte ensamma med sin satsning på bränsleceller. För tunga transporter ses vätgas som en viktig energikälla för att minska utsläppen från vägtransporter. […]

Inom det gemensamma bilaget Cell Centric samarbetar Volvo lastvagnar och Daimler Trucks kring utveckling av bränsleceller som ska användas av kommande vätgasdrivna lastbilar. Prototyper har redan visats upp och de båda lastbilstillverkarna är inte ensamma med sin satsning på bränsleceller. För tunga transporter ses vätgas som en viktig energikälla för att minska utsläppen från vägtransporter.

Och då helst så kallad grön vätgas som framställs med förnybar energi, till exempel solenergi. Forskare vid Chalmers i Göteborg och Uppsala universitet har nu tagit fram en ny metod för det, som är både mer effektiv och billigare än tidigare.

Traditonellt används ädelmetallen platina som en så kallad hjälpkatalysator när vätgas framställs ur vatten med hjälp av solenergi. Platina är en av världens dyraste metaller och brytning sker främst i Sydafrika och Ryssland. I en artikel publicerad i tidskriften Advanced Materials visar forskarna nu en metod för att framställa vätgas ur vatten helt utan platina genom att mycket små partiklar – nanopartiklar – av elektriskt ledande plast används. Konkret handlar plasten om så kallade ”konjugerade polymerer” vars egenskaper har justerats på molekylnivå för att kunna prestera bättre i vatten.

– Att kunna producera vätgas både effektivt och hållbart med hjälp av solens strålar – helt utan platina – har länge varit en dröm. Genom smart materialdesign har vi nu lyckats åstadkomma effektiv fotokatalys till en mycket lägre kostnad, säger Chalmersforskaren Alexandre Holmes, som tillsammans med Jingwen Pan från Jiefang Zhus forskargrupp vid Uppsala universitet är delad försteförfattare till studien.

I laboratoriet vid Chalmers går det att se processen med blotta ögat. När en lampa som simulerar solens strålar som belyser en bägare med vatten och nanopartiklar bildas små bubblor av vätgas. Resultatet är lovande och enligt Alexandre Holmes kan den nya tekniken med plastpartiklar även prestera bättre än dagens platinabaserade system.

– Med hjälp av så lite som ett gram av polymermaterialet kan vi tillverka 30 liter vätgas på en timme, säger Alexandre Holmes.

Forskning för att ersätta dyr platina med ett billigare material har pågått vid Chalmers under många år under ledning av Ergang Wang. Nästa steg är att lyckas förenkla processen ytterligare för att göra den ännu billigare. Idag används antioxidanten vitamin C för att öka effektiviteten, men det gör också att processen blir dyr.

– Nästa steg är att utveckla material som klarar fullständig vattenspjälkning utan tillsatser, med endast solljus som energikälla. Det arbetet kommer att ta några år, men vi tror att vi är på rätt väg, säger forskningsledaren Ergang Wang, professor vid institutionen för kemi och kemiteknik vid Chalmers.