Forskarnas upptäckt blev genombrott inom bränslecellsteknik

Bränsleceller är inget nytt, men hittills har tekniken inte varit känd som en praktisk och kostnadseffektiv lösning. Detta kan dock vara på väg att ändras. Forskare vid Georgia Institute of Technology säger sig ha utvecklat en katalysator som revolutionerar grunden i bränslecellen. Studien, som har publicerats i Nature Energy, redogör för hur man har lyckats byta ut vätgas mot metan i bränsleceller – utan att få skenande temperaturer i reaktionen.

Vätgas ses som det bästa ”drivmedlet” för bränsleceller, men priset är ett problem. Bränslecellstacken kräver i dagsläget att man använder platina i processen. Men med den nya katalysatorn som innehåller cerium, nickel och rutenium (har den kemiska formeln Ce0.9Ni0.05Ru0.05O2) klarar av att konvertera metan till vätgas.

Bedriften är enligt forskarna betydande då bränsleceller med metan i normala fall kräver en temperatur på 750 till 1 000 grader Celsius. Deras nya metod klarar att under hela processen igenom hålla 500 grader, vilket faktiskt är något lägre än vad många förbränningsmotorer har.

Flera möjligheter med lägre temperatur

Och den lägre temperaturen är en nyckel som öppnar upp flera möjligheter. Inte minst att man kommer ifrån behovet av att använda dyra material som klarar de höga temperaturerna.

– Vår cell kan ge ett enkelt, robust helhetssystem som använder sig av billigt rostfritt stål för sammankopplingar. Inga metaller klarar temperaturer på över 750 grader Celsius utan oxidation, vilket ger problem med att materialen är extremt dyra och ömtåliga, säger Meilin Liu, professor vid universitetet i ett uttalande.

Men billigare material är inte den enda fördelen som en lägre temperatur medför.

– Att få ner temperaturen till 500 grader är en bedrift i vår värld. Väldigt få personer har ens försökt det. När du kommer ner så lågt innebär det att det blir enklare att designa enheten och de tillhörande teknikerna, säger forskaren Ben deGlee.

Den nya bränslecellstekniken innebär även att man kan utesluta den så kallade SMR-enheten (Steam Methane Reformer).

Bränslecellerna ett alternativ till elnät

I studien har man utgått från SOFC-bränslecell med keramisk elektrolyt och även om bilindustrin är ett tänkt användningsområde så är det inte den branschen man ser som pionjärområde. Nej, snarare tror man på dessa bränsleceller som en sorts alternativ till elnät. Där själva bränslecellen är stor som en skolåda.

– Förhoppningen är att du ska kunna installera den som en sorts vattenvärmare utan tank. Den kan drivas av naturgas för att ge energi till ditt hus. Det skulle spara samhället och industrin enorma kostnader för nya kraftverk och storskaliga infrastrukturutbyggnader. Det skulle även kunna göra hem och företag mer energisjälvförsörjande, säger Liu.

De amerikanska forskarna är dock inte ensam om att ha den här tanken. Bladn annat Ceres Power håller även de på med SOFC-bränsleceller de kallar för ”Steelcell” som har låg arbetstemperatur.