Vätgasbränsle från myrsyra

Ny forskning visar att myrsyra kan användas som en säker, lätt att transportera vätekälla för bränsleceller. Matthias Beller och hans kollegor vid Leibniz Institute of Catalysis, i Rostock, Tyskland, har hittat ett sätt att omvandla myrsyra, ett vanligt konserveringsmedel och antibakteriellt medel, till vätgas vid låga temperaturer.

Vätgas på begäran: En genereringsenhet extraherar väte från myrsyra och matar det till en polymerelektrolytmembranbränslecell som driver en bärbar dator.

Även om väte som produceras med den här metoden kanske inte kommer att användas i bränslecellsfordon snart, säger forskarna att processen kan producera tillräckliga mängder för mikrobränsleceller som driver bärbara elektroniska enheter, såsom mobiltelefoner och bärbara datorer.

Utmaningen att producera, lagra och transportera väte till överkomliga priser har hindrat bränsleceller från att bli populära. Istället för att transportera vätgas är det mer praktiskt att ha ett vätehaltigt material som kan brytas ner för att generera gasen där det behövs. För närvarande toppar metan och metanol listan över vätgaskällor för bränslecellsfordon. De bryts vanligtvis ned via ångreformering, vilket kräver temperaturer på mer än 200 °C och en reformeringsenhet.

Processer som arbetar vid kallare temperaturer skulle inte behöva en reformator eller mycket energi och skulle därför kunna vara mer lämpade för att producera väte för mindre bränsleceller som driver bärbara elektroniska enheter. Den nya processen, som Beller och hans kollegor beskriver i tillämpad kemi , fungerar vid temperaturer på 26 till 40 °C. Forskarna blandar myrsyra med aminer och utsätter blandningen för en ruteniumbaserad katalysator, som bryter ner syran till väte och koldioxid.

Fördelen med myrsyra är [att] det är en vätska ... och är relativt lätt att hantera, säger Beller. Medan den rena syran är frätande är blandningen av syran med aminer godartad, säger han.

Myrsyra kan också användas direkt i en bränslecell. Det kan vara lättare eftersom det sparar det extra steget att först omvandla det till väte. Tekion, baserat i Burnaby, Kanada, samarbetar med den tyska kemijätten BASF, den största tillverkaren av myrsyra, för att kommersialisera en bränslecell som använder myrsyra direkt. Tekion, som ännu inte har en produkt på marknaden, hävdar att dess myrsyrabränsleceller är mindre och mindre komplexa än direkta metanolbränsleceller. Men direkta myrsyrabränsleceller har samma nackdel som gör metanolbränsleceller dyra: båda teknikerna är mindre effektiva än vätebränsleceller.

Beller påpekar att användning av myrsyra för att göra väte också har nackdelar. Jämfört med metan och metanol har myrsyra mycket mindre väte. Använder man allt väte i ett kilogram metanol får man 4,19 kilowattimmar energi, medan vätet i ett kilogram myrsyra ger 1,45 kilowattimmar.

Det kan göra myrsyra till en dyrare vätekälla än metan eller metanol. Samtidigt tar processen mindre energi än ångreformering, och med bättre katalysatorer kan forskarna göra kostnaderna gynnsammare, säger Beller.

Myrsyra kan ha en chans att nå marknaden för bärbara elektronikbränsleceller, föreslår Richard Farmer, som leder teamet för produktion och leverans av vätgas vid Department of Energy's Energy Efficiency and Renewable Energy Laboratory.

För att göra stora mängder väte för bränslecellsfordon måste processen dock jämföras med det nuvarande riktmärket: ång-metanreformering. Med en liten ångreformatorenhet vid en tankstation, säger Farmer, har vi nått vårt kortsiktiga mål på tre dollar per kilo väte, obeskattat men levererat.

Beller och hans kollegor kan ha en lång väg att gå för att producera tillräckliga mängder billigt väte för fordon, men de diskuterar redan sin teknik med två tyska bilföretag. De arbetar också med några ingenjörer för att bygga en liten prototypmodellbil som använder tekniken och som ska vara klar om två månader. Men på kort sikt, säger Beller, anser forskarna myrsyra som en bränslekälla för bärbar elektronik. Vi siktar för närvarande inte på stor användning i bilar – detta är inte vettigt.

Dölj