Vätgas skiljer sig väsentligt från de flesta andra bränslen och energibärare när det gäller energitäthet. Den väger nästan ingenting men har en extremt hög energitäthet och kan lagra enorma mängder energi, vilket gör den till en effektiv och lätt energibärare.
Många anser att fossilfritt producerad vätgas är en av nycklarna i energiomställningen för att minska de globala koldioxidutsläppen, främst inom den energiintensiva industrin. Detta exemplifieras bland annat genom ambitionen att tillverka grönt stål.
Idag produceras omkring 100 miljoner ton vätgas världen över, och av dessa är endast 5 procent fossilfri vätgas. Det vill vätgasindustrin ändra på och har som mål att producera närmare 40 miljoner ton fossilfri vätgas år 2030, enligt Hydrogen Council.
För att detta ska kunna ske behöver vätgasindustrin skala upp tillverkningen av elektrolysörer avsevärt. Och då särskilt PEM-elektrolysörer, som anses vara en av de bästa metoderna för fossilfri vätgasproduktion.
Anledningarna till detta är flera.
PEM-elektrolysören är väldigt flexibel och har snabba start- och stoppcykler, vilket gör att den kan hantera variationer från intermittenta elproduktionssystem som sol- och vindkraft. Den snabba svarshastigheten gör också PEM-elektrolysören lämplig för nätbalanseringstjänster.
En PEM-elektrolysör är mycket effektiv och producerar vätgas med hög renhetsgrad. En annan fördel är att PEM-elektrolysören kan arbeta vid höga temperaturer och strömtätheter. Dessutom har den en kompakt design, vilket gör man kan placera flera PEM-elektrolysörer bredvid varandra på en relativt liten yta.
En PEM-elektrolysör använder dock iridiumpartiklar som katalysatorer på anodsidan i elektrolysörcellen. Iridium är en kritiskt och extremt dyr ädelmetall, och vätgasbranschens långsiktiga mål är därför att använda endast 0,1 mg iridium per cm² i cellen. Det är omkring 95% mindre än de ca 2,0 mg/cm² som används idag.
Förhoppningen är att man framåt 2030 ska kunna komma ner till 0,8 mg iridium/cm², enligt en rapport från tyska Fraunhofer. Problemet är emellertid att materialet som man använder idag är för mjukt för att man ska kunna minska iridiumbeläggningen ytterligare utan att det spricker.
Så för att minska iridiummänden ytterligare krävs en helt ny beläggningsteknik.
Nanoteknik kan minska iridium-beläggningen markant
Nanoteknikbolaget Smoltek Hydrogen, som ingår i Smoltek-koncernen, har dock hittat en lösning på iridiumproblemet. Genom att använda vertikala nanofibrer har bolaget utvecklat en ny beläggningsteknik för elektroden på anodsidan i elektrolysörcellen som kan minska iridiumbeläggningen betydligt.
Tack vare att materialet består av mängder av vertikala nanofibrer skapas en beläggningsbar yta som är uppemot 30 gånger större jämfört med dagens material.
.jpg)
Illustration av Smoltek Hydrogens elektrod på anodsidan (Anode PTL + catalyst) i elektrolysörcellen samt det porösa titanmaterialet (PTL) som täcks med nanofibrer som sedan beläggs med iridiumpartiklar.
Smoltek Hydrogen har under 2023 bevisat att man, med den här tekniken, kan producera lika mycket vätgas med endast 0,5 mg iridium/cm² jämfört med dagens materialteknik, och under 2024 räknar man med att närma sig vätgasbranschens dröm om 0,1 mg iridium/cm².
- Att kunna presentera en möjlighet för vätgasbranschen att skala upp tillverkningen av PEM-elektrolysörer för fossilfri vätgasproduktion är en bedrift och ett bevis på vår innovationskraft. Detta kommer även gynna oss i våra dialoger med tänkta partners för tillverkning av vårt material för iridiumbeläggning, säger Ellinor Ehrnberg, vd för Smoltek Hydrogen.
Genom att markant minska iridiumbeläggningen blir kostnaden för elektrodmaterialet tiotusentals kronor billigare per kvadratmeter.
Dessutom kan Smoltek Hydrogens beläggningsteknik öka kapaciteten per yta i cellen genom att använda längre fibrer. Det kan låta paradoxalt, men med längre fibrer kan mer iridium beläggas och på så vis kan man minska antalet celler i elektrolysören. Färre celler medför ytterligare en betydande kostnadsbesparing för tillverkarna av elektrolysörer.
- I våra beräkningar har vi sett att man kan halvera kostnaden om man optimerar elektrolysören på rätt sätt, förklarar Ellinor Ehrnberg.
Om Smoltek Hydrogen
Smoltek Hydrogen är en del av Smoltek-koncernen – ett svenskt nanoteknikbolag noterat på Spotlight Stock Market. Smolteks innovationer baseras på en patentskyddad nanoteknik som kan lösa avancerade materialtekniska problem inom flera industrisektorer, bland annat inom vätgas och halvledare.
Läs mer: www.smoltek.com
Källor:
Det här är en sponsrad artikel framtagen i samarbete med Smoltek. Sponsrade inlägg är en del av Börsvärldens annonserbjudande. Om du med anledning av våra sponsrade inlägg önskar att komma i kontakt med oss, vänligen skriv till IR@borsvarlden.com.
Aktuellt
SENASTE
