Forskare undersöker alternativa metoder för att producera den energi som krävs för att vi ska kunna fortsätta leva våra liv, men på ett sätt som inte belastar miljön. Nu, en grupp forskare gör sig redo att leverera sådana ansträngningar med världens största pilotanläggning för produktion av grönt väte.

Vätgasbränsle kan användas för olika funktioner som att driva flytande raketmotorer och de flesta transportsätt. Det är allmänt accepterat att tillsammans med el, väte kommer att utgöra en primär energibärare på vilken fordon, byggnader, flygplan och till och med nationella ekonomier kommer att bero på. Vätgasrådet har uppskattat att 2050 kommer vätgas att utgöra nästan 20 procent av den energi som slutanvändarna förbrukar.

Ta itu med fossila bränslen

Det pågående Horizon 2020-projektet H2Future – ett flaggskeppsprojekt för bränsleceller och vätgas (FCH JU) – har satt upp det ambitiösa målet att generera "grönt" väte som är specifikt avsett för stål- och järntillverkningsindustrin. International Energy Agency uppskattar att nuvarande verksamhet inom detta område står för cirka 7 procent av de totala globala CO2-utsläppen. Österrikes största elbolag VERBUND har slagit sig ihop med fem andra partners – voestalpine, APG, K1-MET, ECN (tillsammans med TNO) och Siemens – för att konstruera ett elektrolytsystem för polymerelektrolytmembran (PEM) vid voestalpines stålverk i Linz, Österrike. Ett gemensamt pressmeddelande noterar att PEM-systemet kan generera upp till 6 MW effekt och planeras vara fullt i drift under andra kvartalet 2019.

Eftersom väte inte förekommer naturligt i tillräckliga mängder, elektricitet appliceras direkt på vatten (H2O) för att separera väte- och syreatomerna. Systemet består av en positivt laddad anod och en negativt laddad katod som är åtskilda av ett membran. Med tanke på att membranet är ett protonutbyte, väteprotoner (H+) kan tränga igenom membranet, utan att blandas med andra gasformiga produkter. Protonerna kombineras med fria elektroner i katoden och bildar väte, som sedan kan lagras och användas senare. Med sin rapporterade kapacitet på 6 MW, PEM-elektrolyssystemet genererar idealiskt 1 200 kubikmeter väte per timme, med det slutliga målet en el-till-väte-effektivitet på 80 procent.

Som anges på projektets webbplats, fördelarna med att använda ett sådant system inkluderar låga underhållskostnader och behov, högkvalitativt väte producerat med nollutsläpp och inga ytterligare kemikalier som kan äventyra systemoperatörerna.

Bart Biebuyck, FCH JU verkställande direktör, kommenterade H2Future-projektet i ett voestalpine pressmeddelande:"Det visar att grönare storindustri, såsom ståltillverkning, är genomförbart och är ett gångbart alternativ inom en snar framtid. Dessutom, detta projekt visar framgångsrikt sektorkoppling. Båda dessa aspekter är avgörande för att bevisa att väte är en viktig pusselbit för att uppnå europeiska klimatmål."

När anläggningen väl är igång 2019, Holländska forskare vid ECN kommer att samordna, studera och försöka replikera alla resultat i industriell skala. ECN kommer också att ge administrativa och politiska förslag för att påskynda det praktiska genomförandet av H2Futures resultat inom stålindustrin, vilket förväntas ske inom ett decennium efter det att projektet har slutförts framgångsrikt.