9. april 2024
Grøn brint fremstillet ved såkaldt alkalisk elektrolyse spås en stor fremtid for fremtidens CO2-neutrale samfund og for den grønne omstilling af Europas energisystemer. Et nyt forskningsprojekt skal top-tune fremstillingsprocessen af porøse, høj-effektive asymmetriske nikkelelektroder og derigennem bringe dansk elektrodeteknologi i superligaen.
Brint har en central betydning i de europæiske ambitioner for grøn energiomstilling og klimaneutralitet i 2050. Ca. 3 pct. af verdens CO2-emissioner stammer i dag fra produktion af såkaldt grå brint, som er udvundet fra naturgas. Det almindelige alternativ til dette er grøn brint, hvor strøm fra vedvarende energikilder som sol, vind og vand bliver omdannet til brint gennem en proces kaldet alkalisk elektrolyse.
Aarhus Universitet og hightech-virksomheden Advanced Surface Plating (ASP) har nu slået pjalterne sammen i et forskningsprojekt, der vil udvikle superoptimerede porøse nikkel-skum elektroder med en asymmetrisk porestruktur, der sikrer både effektiv transport af brint og ilt ud af den alkaliske elektrolyse celle samt har et højt overfladeareal tæt på membranen, hvor der netop er behov for mange aktive katalytiske brint og ilt dannende sites. Projektet, der har navnet H2-FOAM, er medfinansieret af Innovationsfonden med 7,9 mio. kr.
- Brintindustrien boomer lige nu, og derfor vil vi med dette projekt udvikle næste generation af højeffektive elektroder, der skal gøre elektrolyse-processen så energieffektiv som muligt. Potentialet er enormt, og med vores nye ideer omkring asymmetrisk nikkel skum elektroder kan vi potentielt revolutionere elektrodernes effektivitet yderligere og derigennem sikre dansk konkurrenceevne inden for brintområdet på den lange bane. Der er ingen tvivl om, at projektet er endnu en milepæl inden for vores alkalisk elektrolyse teknologi, siger Lars Pleth Nielsen, CEO for ASP, der leder projektet.
Elektrolyse-processen benytter to elektroder, en katode og en anode, som via jævnstrøm spalter vand til brint og ilt. Den moderne brintindustri gør ved brintproduktion brug af højtudviklede, porøse elektroder med størst muligt overfladeareal for at optimere reaktionsarealet og produktionsvolumen.
Brint og ilt danner bobler i vandet, som sådan set er hovedproduktet af processen, men som ved overdreven formation begrænser processens effektivitet, da de skabte bobler forøger modstanden og ligesom står i vejen for yderligere produktion af brint og ilt. Det er derfor vigtigt at få kombineret et højt overfladeareal med muligheden for effektivt at kunne transportere brint og ilt ud af de porøse materiale.
Processens detaljer er imidlertid endnu ganske ukendte. Man ved, hvor meget strøm man putter ind i processen, og hvor meget brint man får ud, men præcist, hvad der foregår i elektrolysecellen under brintdannelsen og hvilke parametre der kan skrues på for at optimere processen, er endnu ukendt. Netop derfor indgår Aarhus Universitet både med en teoretisk modelleringsgruppe og en nikkel skum syntese gruppe.
H2-FOAM-projektet tager afsæt i ASP’s eksisterende elektrodeteknologier, der i projektet bliver kombineret med syntese af asymmetrisk nikkel skum, højtopløselige numeriske simuleringer, analyser, test og validering af de forbedrede egenskaber ved asymmetrisk nikkel skum.
- På den måde løfter vi sløret for selve brintdannelse og transport heraf i processen. Med den viden kan vi superoptimere det porøse elektrodemateriale i forhold til transportegenskaber af væske, brint og ilt kombineret med et højt overfladeareal tæt på membranen. Vi håber derigennem at kunne udvikle næste generations elektroder, der kan være med til at sikre grøn brint produktion gennem mere energieffektive processer, siger adjunkt Pourya Forooghi fra Aarhus Universitets Institut for Mekanik og Produktion.
I projektet deltager Advanced Surface Plating og to institutter på Aarhus Universitet, Institut for Mekanik og Produktion samt Institut for Bio- og Kemiteknologi. Projektets samlede budget er 10,6 mio. kr., og det løber over de næste 3 år.
Fakta
Innovationsfondens investering: 7,9 mio. kr.
Samlet budget: 10,6 mio. kr.
Varighed: 3 år
Officiel titel: “High-performing asymmetrical electrodes with novel foam structure for efficient green hydrogen production” (H2-FOAM)
