Træsprit leverer en sikker energiforsyning
Brintteknologi kan være det, der skal til for at mindske brugen af fossile brændstoffer og dermed udledningen af CO2. Et område, hvor danske forskere er med i front og allerede har slået verdensrekorden, når det kommer til brændselscellernes holdbarhed, skriver forsker.
træsprit metanol fossile brændstoffer klimamål energi

Methanol kan være vejen frem, hvis vi skal kunne opfylde klimamålene. (Foto: Shutterstock) 

Brintteknologien kan måske hjælpe os på vej til at mindske partikelforureningen i de store byer og til at nedbringe CO2 -udledningen, således at vi kan opfylde klimamålene.

Der er desværre en del udfordringer ved denne teknologi, blandt andet etableringen af en 'brintinfrastruktur', således at det bliver muligt at tanke brint på samme måde, som vi i dag tanker benzin.

Forskning i en ny type brintceller, der ikke kun kører på ren brint, men også kan bruge træsprit og naturgas, kan måske bane vejen for denne omstilling.

Vi skal kunne lagre vores energi

For at mindske forurening i de større byer og nedbringe CO2-udledningen har lande som Norge og Indien og mange amerikanske stater meldt ud, at de over de næste par årtier vil udfase brugen af fossile brændsler.

Da vækst i velfærd og velstand hænger sammen med et forbrug af energi, må vi spørge os selv, hvad der skal erstatte de fossile brændsler.

Der er en del krav til de nye energikilder, hvis de skal kunne være et reelt alternativ, der skal erstatte det, vi har. En af de vigtigste ting er, at de skal være stabile. Vi skal med andre ord kunne stole på, at der er energi til rådighed, når vi har brug for det.

Vi skal have mulighed for at bruge energi, også når solen ikke skinner på vores solceller, og når vinden ikke får vores vindmøller til at dreje rundt. For at overgå fuldstændigt til vedvarende energi er det derfor vigtigt, at vi lærer at 'gemme' energi, så vi kan bruge den, når energiproduktionen er lav.

Den simpleste måde, hvorpå man kan lagre energi kemisk, er ved at splitte vandmolekyler i brint og ilt ved den proces, der kaldes elektrolyse. Under denne proces skal der tilføres energi, som man kan få tilbage, hvis man kombinerer ilt og brint igen.

Hvis der bruges ren brint, og hvis denne brint er blevet produceret på en miljømæssig forsvarlig måde, er denne teknologi et godt grønt alternativ til fossile brændsler. I modsætning til benzindrevne biler vil brintbiler nemlig ikke udlede CO2 og sundhedsskadelige partikler.

Sådan fungerer en brintbrændselscelle

En brændselscelle virker groft sagt på samme måde som et batteri. Forskellen er, at man i stedet for at oplade sit batteri tanker brint op i en tank. Ved at kombinere brint med ilt på en ganske særlig måde får man omdannet brint og ilt til elektrisk energi, varmeenergi og rent vand. 

træsprit metanol fossile brændstoffer klimamål energi

Sådan ser en MEA-stak ud. Der tilføjes brint på den ene side og normal atmosfærisk luft på den anden. Ved at sætte tilstrækkelig mange MEA'er sammen kan man skabe den elektriske spænding, man har brug for til at drive en bil. (Foto: SerEnergy A/S)

Man kan altså sige, at kemisk energi bliver omdannet til elektrisk energi og varmeenergi.

Denne omdannelse sker ved, at brintmolekyler først splittes til atomer og derefter i protoner og elektroner. Herved bliver der dannet elektricitet. Protonerne sendes gennem en membran, der kun tillader protonerne at trænge igennem, mens elektronerne sendes gennem et ydre kredsløb, hvorved der bliver trukket en elektrisk strøm.

På den anden side af den protonledende membran bliver protoner og elektroner kombineret med ilt, og der bliver dannet vand. Den del af brændselscellen, hvor denne proces foregår, kalder man en MEA. 

En MEA består af to elektroder, hvor de kemiske reaktioner foregår, og en membran – heraf navnet Membrane Electrode Assembly. For at få en tilstrækkelig høj elektrisk spænding til eksempelvis at drive en bil sætter man mange MEA’er sammen i en stak (se billedet).

Benzinmotorer kan erstattes med brintbrændselsceller

Brintteknologien kan bruges i mange sammenhænge. Som eksempel kan man nævne, at Hyundai har lanceret en ny bil på markedet, Hyundai Tucson Fuel Cell, der kører på brint. Denne bil virker stort set som en elbil, hvor den eneste forskel er, at der er en brinttank i stedet for et batteri.

Der er også en del nicher, hvor denne teknologi kan være praktisk. Det kan den eksempelvis til nødgeneratorer og til telemaster i områder, hvor strømforsyningen ikke er stabil.

I Danmark kan vi også være med. Hos Danish Power Systems, en lille forskningsbaseret produktionsvirksomhed i Nordsjælland, har man gennem de sidste 15 år forsket i en særlig type brændselsceller, der ikke kun kører på ren brint, men også eksempelvis methanol, også kaldet træsprit.

Det gør udfordringen med at skabe en infrastruktur markant lettere, da man relativt simpelt kan tanke methanol på samme måde, som man i dag tanker benzin. Danish Power Systems' brintbrændselsceller virker bedst ved en temperatur på omkring 160 °C. De kan derfor med fordel bruges til anlæg, der skal generere både varme og elektricitet. 

træsprit metanol fossile brændstoffer klimamål energi

Brintbilen Hyundai Tucson Fuel Cell virker stort set som en elbil. Men i stedet for at lade et batteri op skal man fylde en tank med brint. (Foto: Screendump fra Youtube)

Udviklingen af disse brændselsceller er lavet i tæt samarbejde med SerEnergy i Aalborg, der for ganske nyligt har sat en brintbil ud på de danske veje. En brintbil, der bruger netop denne teknologi.

Disse brændselsceller har vist sig at være meget holdbare og har for ganske nyligt slået verdensrekorden i holdbarhed. Selv efter 14.000 timers non-stop test kører brændselscellen med stort set samme effektivitet, som da den begyndte.

Man kan altså trygt erstatte sin benzindrevne motor med en stak brændselsceller, uden at man skal bekymre sig om, hvorvidt den kan holde. Denne teknologi er allerede i brug i flere nicheprodukter som fejemaskiner og nogle af Just Eats leveringsbiler.

Det vil forhåbentlig bane vejen for en kommercialisering, så vi kan se flere grønne, ikke-forurenende biler på de danske veje. 

Seneste ForskerZonen