//Vad DOE anser kan förbättras inom bränsleceller och vätgas

Vad DOE anser kan förbättras inom bränsleceller och vätgas

Amerikanska energidepartementet, DOE, har utlysningar ute för ett flertal områden inom teknikutveckling av bränsleceller och vätgasteknik på totalt 35 miljoner USD. Dessa är intressanta att läsa eftersom det amerikanska energidepartementet ligger i framkant när det gäller analys av marknaden, speciellt som de kräver att få in en omfattande mängd data och information från de många projekt inom området som de finansierar. Kort sagt är DOEs utlysningar en intressant indikator för vilka områden inom vätgasteknik och bränsleceller som har god förbättringspotential.

Störst budget har Katalysmaterial där 2-5 projekt beräknas få ett stöd på max 3 miljoner USD (26 miljoner SEK). Därefter kommer Demonstration av räckviddsförlängare med bränsleceller med 1-3 projekt med 3 miljoner USD.

Mikrobiell omvandling av biomassa (1-3 projekt, max 1,5 miljoner USD/projekt)
Kostnadsmålet för vätgasproduktion är 2 USD/gallon bensinekvivalent, det vill säga ungefär 17 SEK/kg H2. Tidigare har utlysningar för att uppnå detta mål inte inkluderat mikrobiell omvandling av biomassa till vätgas, men för att kostnadsmålet ska kunna uppnås med denna teknik ges nu stöd från DOE. Stödet fokuserar på att:

  • Utveckla mikrobkulturer med förbättrat vätgasutbyte
  • Utveckla reaktordesigner som ökar väteutbytet eller minskar kostnaderna
  • Utveckla hybridsystem för att maximera vätgasutbytet per enhet biomassa, exempelvis genom att avfall från en process kan användas som bränsle i en annan.
  • Utveckla tekniker som reducerar energiåtgången.

Leverans från de förslagna projekten ska vara en demonstration som klarar 5 liter vätgas per liter reaktor och dag i ett system som körs i 24 timmar i sträck, med en reaktorstorlek på en liter. En utvecklingsväg för att kunna skala upp processen till 1000 kg H2/dygn ska även inkluderas.

Katalysmaterial (1-3 projekt, max 1,5 miljoner USD/projekt)
Stödet fokuserar på att minska mängden ädelmetaller, speciellt platinagruppsmetaller, samt att utveckla stödstrukturer som katalysatormaterialen fäster på, vilket ger en större reaktionsyta med mindre mängd ädelmetall. Målet är att komma ner under 0,125 g/kW platina till 2020, i storleksordningen en femtedel av vad många celler använder idag. Om tekniken som föreslås använder andra ädelmetaller än platina ska även åtgång av dessa presenteras.

Tankstationer (1-2 projekt, max 2 miljoner USD/projekt)
I USA finns en standard som anger att mätfelet vid vätgasförsäljning som bränsle får vara max 1,5% för att kunden ska ha fått den mängd bränsle som betalats för. Ingen teknik klarar detta i dagsläget vid de tryck på upp till 875 bar som används vid tankning. Ansökningar för teknik som klarar 4 % under temperaturer mellan -40 och +85 C och närmar sig sig 1,5 % kommer premieras. Detta tillsammans med förbättringar i kommunikation vid tankning mellan fordon och tankstation är de områden DOE väljer att stötta i denna utlysning avseende permanenta tankstationer.

Mobila tankstationer (1 projekt, max 1,5 miljoner USD/projekt)
DOE har även med utveckling av mobila tankstationer till låg kostnad i sin utlysning. Användningsområdet för dessa är att stödja utbyggnaden av tankstationer på nya platser, men även för att stödja nätverk av permanenta stationer när det gäller kapacitet och geografisk täckning. De kan även användas medan större tankstationer konstrueras för att snabbare kunna bygga upp en fordonsflotta som sedan kan använda den permanenta stationen, eller då en permanent tankstation inte kan användas på grund av underhåll. De är även tänkta att kunna användas på speciella events såsom studenttävlingar. Utlysningen består av två delar; Design och utveckling respektive Demonstration och validering. I den senare förväntas projekten validera stationerna på minst tre platser i totalt 18 månader.

Rörledningar (1 projekt, max 1,5 miljoner USD/projekt)
Rörledningar kommer vara billigare för transport av vätgas i USA än att flaka vätgas med lastbil, när vätgasdrivna fordon slår igenom på större skala. Fiberförstärkta kompositrör har identifierats som ett sätt att sänka kostnaderna, speciellt då de kan levereras på 400m-rullar istället för som stålrör i segment om 12-25m. Ett problem med dessa är dock att det visat sig att de O-ringar som tätar skarvarna mellan 400m-rören har en tendens att fallera. Detta är därför något som DOE finansierar forskning och utveckling inom. Kraven är att kostnaden ska vara låg, skarvarna ska klara 100 bar, hålla i minst 50 år och vara rimligt täta.

Räckviddsförlängare (1-3 projekt, max 3 miljoner USD/projekt)
DOE har tidigare finansierat ett projekt med räckviddsförlängare i en tung lastbil för korta transportsträckor men lång total körtid per dygn. Genom detta projekt har DOE insett möjligheterna med dessa fordon och de har därför nu en utlysning för att förse 20-60 fordon med en drivlina som framförallt använder batteri, men även kan förse fordonet med energi från en bränslecell, typiskt för att fördubbla räckvidden jämfört med enbart batteri. Dessa fordon ska användas i komersiella flottor såsom distributions- eller servicebilar, i totalt minst 5000 drifttimmar per fordon. Fordonen behöver även köras minst en månad i kallt väder, här definerat som en minusgrad. Fordonen ska väga mellan 2700 och 6400 kg och användas minst 8 timmar per dygn utan laddning eller tankning. Stödet från DOE täcker merkostnaden för bränslecellssystemet, men inte för plug-inhybridfordonet som detta installeras i.

Energieffektivisering och minskade utsläpp av växthusgaser (1 projekt, max 0,25 miljoner USD/projekt)
I en avslutande och bredare utlysningstext kallad ”America’s Climate Communities of Excellence” ges stöd till regionala och lokala projekt som bidrar till att med hjälp av vätgas och bränslecellsteknik minska väthusgaser och öka energieffektivisering. Exempel på detta är att använda bränsleceller för distribuerad kraftvärme, installera tankstationer för fordonsflottor, stödja flottor av truckar, specialfordon vid flygplatser eller liknande samt omvandling av metan från soptippar och reningsverk till vätgas för användning som fordonsbränsle.
Källa: DOE

Medlemmar kan läsa en analys av respektive område i kommande medlemsutskick.

2016-03-15T13:28:58+00:002015-03-18|Forskning och utveckling|