HyCycle - Center for bæredygtigt brintkredsløb

Institut for Kemi (DTU Kemi)
HyCycle har arbejdet for at forbedre teknologier og materialer brugt ved spaltning af vand til ilt og brint, særligt med fokus på den elektrode hvor der udvikles ilt. Projektet har udviklet nye materialer med bedre holdbarhed ved høje temperaturer og mindre indhold af ædle metaller, der demonstrerer betydeligt forøget katalytisk aktivitet.
Projektbeskrivelse
EU's og regeringens målsætning om at udskifte betydelige dele af de fossile energiresurser med vedvarende energikilder, kræver at der inddrages nye processer til energikonvertering. Dette projekt drejer sig om at effektivisere elektrolyse af vand med eller uden fotokatalyse. Udfordringen består i at produktion af vedvarende energi (fx fra sol og vind) ikke er konstant og at der er behov for lagring, fx i form af brint. Brinten fremstilles ved at spalte vand til brint og ilt, enten ved elektrolyse af vand mellem to elektroder eller ved fotokatalyse, hvor vandet spaltes til brint og ilt ved en kombination af sollys og elektricitet ligeledes ved anvendelse af elektroder. Da et væsentligt problem er energitabet ved udviklingen af ilt på den ene elektrode fokuserer projektet på at designe, syntetisere, karakterisere og teste nye materialer specielt til denne elektrode. Projektet involverer grupper med specialer inden for teori, biomimetik, amterialesyntese, elektrokemi og overfladebelægningsprocesser. Industrien, som er den potentielle aftager, deltager samtidig direkte i test og evalueringen af de nye materialer. Aktiviteterne tager udgangspunkt i teknikken kendt fra polymerbrændselsceller (PEM), der benytter brintionledende polymermembraner som elektrolytter. Der arbejdes også med øvrige materialeteknologiske aspekter af teknikken, ikke mindst forbedrede polymerelektrolytter og mere holdbare konstruktionsmaterialer. Elektrolysen kan i princippet effektiviseres betydeligt ved at hæve arbejdstemperaturen, men dette stiller større krav til materialernes holdbarhed, og kræver derfor ny teknologi.
Resultater

En fremtidig udskiftning af betydelige dele af de fossile energiresurser med vedvarende energikilder kræver, at der inddrages nye processer til energikonvertering og –lagring. HyCycle centeret har arbejdet med effektivisering af processer til spaltning af vand til brint og ilt, enten ved elektrolyse af vand mellem to elektroder eller ved fotokatalyse, hvor vandet spaltes til brint og ilt ved en kombination af sollys og et elektrokemisk system. Projektet har involveret grupper og virksomheder med specialer indenfor teori, biomimetik, materialesyntese, elektrokemi og overflade-belægningsprocesser. Et vigtigt aspekt er nye elektrokatalytiske materialer som vil kunne erstatte eller reducere den nødvendige mængde af henholdsvis platin og iridiumoxid, der normalt benyttes i elektroderne ved PEM vandelektrolyse. I denne forbindelse er der udført teoretiske beregninger af forskellige materialetyper, ligesom der er demonstreret en betydelig forøget katalytisk aktivitet af nye legeringer af platin og andre metaller. Med hensyn til fotokatalyse er processen blevet forbedret med udvikling af en manganbaseret katalysator. Der er desuden arbejdet med de øvrige materialeteknologiske aspekter af teknikkerne, ikke mindst forbedrede polymer-elektrolytter og mere holdbare konstruktions-materialer.

Key figures

Periode:
2008 - 2011
Bevillingsår:
2007
Egen finansiering:
5,22 mio.
Støttebeløb:
14,70 mio.
Støtteprocent:
74 %
Projektbudget:
19,92 mio.

Kategori

Oprindelig title
Center for bæredygtigt brintkredsløb
Fælles overordnet teknologiområde
Brint og brændselsceller
Journalnummer
ENMI 2104-07-0041

Deltagere

Danmarks Tekniske Universitet (DTU) (Main Responsible)

Kontakt

Kontakperson
Christensen, Erik
Adresse
Danmarks Tekniske Universitet. Institut for Kemi (DTU Kemi)
Kemitorvet 207
DK-2800 Kgs. Lyngby, Danmark
www.kemi.dtu.dk
Christensen, Erik , 45252306, erc@kemi.dtu.dk
Øvr. Partnere: Danmarks Teknikse Universitet. Institut for Fysik (DTU Fysik). Syddansk Universitet (SDU). Institut for Kemi og Fysik; Syddansk Universitet (SDU). Institut for Kemi-, Bio- og Miljøteknologi; IRD Fuel Cells A/S; Tantalum Technologies A/S; Danish Power Systems ApS

Energiforskning.dk - en fælles informationsportal for energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogrammer.

Logo innovationsfonden
Logo for EUDP
Logo for elforsk