Artikel från SVT:

   Världens första helt självförsörjande tankstation för vätgas finns i Mariestad. Här tankas framtidens vätgasbilar: ”Allt som behövs är vatten och sol”. Publicerad 25 maj 2019.

   På ett gärde intill E20 utanför Mariestad ligger någonting unikt: Den första tankstationen i världen där vätgas tillverkas på plats och där vem som helst kan tanka. Om man har en bil som drivs av en bränslecell förstås – men de är inte många. Inte än i alla fall.

   Nio kronor hektot kostar vätgasen. En full tank går löst på drygt 500 kronor och på den kan en bränslecellsbil köras upp emot 70 mil. I dagsläget är 8 av kommunens drygt 150 bilar av rätt typ  – i praktiken elbilar där batterierna ersatts av en vätgastank och en bränslecell (se faktaruta).

   – Vätgas är framtiden, allt som behövs är vatten och sol. Ännu så länge är det inte lönsamt, men när kommunen kommit upp i 30-50 bränslecellsbilar så räknar vi med att spara pengar. De är billigare att köra än de fossildrivna bilar som vi successivt byter ut, säger Jonas Johansson, utvecklingschef på Mariestads kommun.

   Hemtjänsten först ut

   Han är en av de drivande bakom ”macken”, där vanligt kranvatten förvandlas till vätgas med hjälp av energi från solcellerna precis intill. Redan i dag tankar hemtjänsten några av sina bilar med kommunalt tillverkat bränsle innan de kör ut till brukarna på den västgötska landsbygden.

   Helt självförsörjande

   Det som gör tankstationen i Mariestad världsunik är att den är ”off grid” – bortkopplad från elnätet och självförsörjande på energi. Den som sett till att allt fungerar är elingenjören och vätgasentusiasten Hans-Olof Nilsson. Här på gärdet i Haggården har han satt ihop ett system av solceller, en elektrolysör som spjälkar vattnet, en kompressor samt långa rader av tuber där vätgasen förvaras under högt tryck.

   – Sådana här mikronät kan man sätta upp precis var man vill för att både producera och lagra sin egen energi. Solen är bränslet och så lånar man lite vatten som sedan lämnas tillbaka. Vad kan vara bättre än det?

   De olika delarna av tankstationen har placerats i containrar för att snabbt kunna flyttas och byggas upp på en annan plats. Som den ser ut i dag andas konstruktionen lite ”Oppfinnar-Jocke”, men den har inte varit gratis. Bidrag från bland annat EU har dock gjort att Mariestads skattebetalare sluppit största delen av notan på totalt 30 miljoner kronor.

   Locka gröna entreprenörer

   Förutom att förse kommunens fordon med miljövänligt bränsle är förhoppningen att den nya tekniken ska sätta Mariestad på kartan och ge ett lyft till det lokala näringslivet. Satsningen som ska locka gröna entreprenörer att etablera sig går under namnet ElectriVillage och innehåller fler ambitiösa projekt. Bland annat bygget av en ”off-grid-förskola”, där all energi ska komma solen, bland annat lagrad i form av vätgas.

Och uppmärksamhet har kommunen fått. Åtminstone utomlands, där vätgasplanerna nått betydligt längre än de gjort i Sverige. Kommunstyrelsens moderate ordförande Johan Abrahamsson besökte i våras staden Warrnambool i Australien, som bjudit dit honom för att berätta om satsningarna i Mariestad.

   Men att jättar som Toyota eller Mercedes ska flytta sin bränslecellsforskning hit till Vänerns östra strand är inget han vågar hoppas på;

   – Man måste vara realistisk, men redan om tjugo lokala företag skulle öka antalet anställda tack vare satsningen på gröna, smarta tekniker har vi gjort en vinst. Sedan vet man aldrig vad som händer.

         FAKTA OM VÄTGAS OCH BRÄNSLECELLSBILAR

• Vätgas kan framställas genom elektrolys av vatten – man tillför elektricitet och delar upp vattenmolekylen i syre och väte. Då blir vätgasen en energibärare med vars hjälp man kan lagra och transportera energi från till exempel solceller och vindkraftverk.
• I en bränsecell sker en omvänd kemisk reaktion mellan vätgasen och luftens syre. Resultatet blir att den lagrade energin frigörs i form av elektriciet och värme och det vatten som användes vid gastillverkningen återbildas.
• En bränslecellsbil är en elbil där batterierna bytts ut mot en vätgastank och en bränslecell. Fördelen jämfört med en batteridriven elbil är den långa räckvidden och att den går snabbt att tanka. Inte minst när det gäller godstransporter anses långtradare med bränsleceller som ett bättre alternativ än batteridrivna.
• Antalet bränslecellsbilar på de svenska vägarna är försvinnande litet – det handlar om totalt ett fyrtiotal. Orsaken är att tillverkarna inte haft några att sälja förrän i år – och de har fortfarande inte levererats. Dessutom är bilarna ännu så länge dyra – omkring 700 000 för den billigaste.
• En annan sak som talar mot bränslecellsbilar är att det bara finns fyra tankställen i Sverige: Göteborg, Mariestad, Stockholm och Sandviken. Länder som Tyskland, Danmark och Norge har nått betydligt längre. Planen är att upprätta en korridor längs de större vägarna så att det ska gå att köra bränslecellsfordon mellan åtminstone delar av Europa.

   Källa: https://www.svt.se/nyheter/vetenskap/folj-med-till-varldens-forsta-sjalvforsorjande-vatgasmack

   Forskare kan nu göra litiumjonbatterier för en livstid:

   "UCI-doktorand Mya Le Thai löste brittleness-conundrumet genom att belägga ett guldnöd i ett mangandioxidskal och omsluta aggregatet i en elektrolyt gjort av en plexiglasliknande gel. Kombinationen, som de sa, är pålitlig och resistent mot misslyckande."

   "Thai, studiens ledare, testade den nanotråds-förstärkta elektroden upp till 200.000 gånger över tre månader utan att upptäcka förlust av kapacitet eller kraft och utan att bryta nanotrådar." Källa:http://www.computerworld.com/article/3060005/mobile-wireless/scientists-can-now-make-lithium-ion-batteries-last-a-lifetime.h

Solcell gör billig vätgas av vatten:

   Billiga och stabila solceller av kisel användas för att spjälka vatten för vätgasframställning i Schweiz.

   Forskare vid Ecole polytechnique federale de Lausanne, Epfl, har tagit fram solceller av kisel som är billiga, effektiva och stabila vid framställning av vätgas ur vatten med elektrolys.

Forskarna har kombinerat komponenter som redan används i industrin och där visat sig stabila, och dessutom är billiga.

   Prototypen är tillverkad av tre sammankopplade kristallina kiselsolceller anslutna till en elektrolysör som inte använder sällsynta metaller.

   Genom att konstruera en hybrid av kristallin kiselsolcell baserad på heterojunktionteknik i en sandwichstruktur med lager av kristallint och amorft kisel, får man ut högre spänning. Tre sammankopplade sådana celler ger den ideala spänningen för elektrolysering. Bland de elektrokemiska komponenterna som behövs är katalysatorn tillverkad av nickel.

   Utrustningen kan framställa vätgas med en effektivitet på 14,2 procent och har körts i över 100 timmar.

Christophe Ballif, en av forskarna som medverkar i projektet, säger att en anläggning på max 14 kvadratmeter installerad i Schweiz ska alstra och lagra tillräckligt med vätgas för att driva en bränslecellsbil 10000 km på ett år.

   Tekniken finns beskriven i Journal of The Electrochemical Society.

   Källa:https://www.nyteknik.se/energi/solcell-gor-billig-vatgas-av-vatten-6779605

   Från KTH: Nytt material ger billig vätgasproduktion:

   Nu har forskare på KTH visat att det med hjälp av ett nytt och billigt material går att producera vätgas både billigt och storskaligt. Studien, som precis publicerats i Nature Communication, klargör att vätgas har potential att gå en lovande framtid till mötes.

   Vätgas har under en längre tid betraktats som en lovande framtida energibärare när fossila bränslen ska fasas ut. Stora investeringar har också gjorts för att utveckla system för produktion och lagring av vätgas. 

   Ett av de system som utvecklats för att framställa vätgas är en katalysator som kan användas för att spjälka vatten till vätgas genom elektrolys. Det är i detta system ett av de största problemen återfinns, och som forskare nu tittat närmare på. De material som hittills möjliggjort utvinningen har nämligen varit via metalliska grundämnen som platina, rutenium och iridium.   

   Dessa metaller är alla mycket dyra

   – Att kommersialisera vätgas som energibärare har hittills varit svårt på grund av den höga kostnaden och att energiomvandlingen hittills varit ineffektiv, säger Peili Zhang, en av KTH-forskarna som varit involverad i arbetet.

Nu har forskarna, med professor Licheng Sun i spetsen, kommit fram till att de dyra platinametallerna kan ersättas med ett betydligt billigare material bestående av nickel, järn och koppar.

   – Den nya legeringen kan användas för att spjälka vatten till vätgas. Katalysatorn blir mer effektiv än de tekniker som finns idag, och betydligt billigare. Detta kan möjliggöra att det finns en ekonomi för storskalig vätgasproduktion baserad på denna teknik, säger Peili Zhang.

   Det finns sedan tidigare katalysatorer baserade på billigare material än platinametaller. Nackdelen med dessa har dock varit att de inte varit särskilt effektiva.

   Framsteget bedöms vara så viktigt att det resulterat i en vetenskaplig publicering i den vetenskapliga tidsskriften Nature Communication.

   Licheng Sun har tidigare gjort framsteg inom forskningsområdet, bland annat genom att konstruera en konstgjord fotosyntes (Nature Chem. 4/2012) samt en katalysator baserad på nickel och vanadin (Nature Com. 7/2016). Hans och kollegornas forskning var en av anledningarna till att USA:s dåvarande Barack Obama besökte KTH i september 2013.

   Vätgas kan användas till exempel för att minska koldioxid från ståltillverkning eller för att framställa diesel och flygplansbränsle.

   Från studien:

   "Electrochemical water splitting requires efficient water oxidation catalysts to accelerate the sluggish kinetics of water oxidation reaction. Here, we report a promisingly dendritic coreshell nickel-iron-copper metal/metal oxide electrode, prepared via dealloying with an electrodeposited nickel-iron-copper alloy as a precursor, as the catalyst for water oxidation.

   The as-prepared core-shell nickel-iron-copper electrode is characterized with porous oxide shells and metallic cores.

   This tri-metal-based core-shell nickel-iron-copper electrode exhibits a remarkable activity toward water oxidation in alkaline medium with an overpotential of only
180 mV at a current density of 10 mA cm−2. The core-shell NiFeCu electrode exhibits pH-dependent oxygen evolution reaction activity on the reversible hydrogen electrode scale,
suggesting that non-concerted proton-electron transfers participate in catalyzing the oxygen evolution reaction.

   To the best of our knowledge, the as-fabricated core-shell nickel-ironcopper is one of the most promising oxygen evolution catalysts."

Källa: https://www.kth.se/forskning/artiklar/nytt-material-ger-billig-vatgasproduktion-1.799926