V
ätgas är en molekyl som verkligen är i ropet. Väte är det vanligaste grundämnet vi känner till. Vätgasen är doftlös, färglös och lättantändlig. En vätgasblandning mellan 4 och 95 % vätgas är explosiv i luft och måste hanteras med varsamhet. En allvarlig olycka som av en tillfällighet filmades och kablades ut på 1930-talet har gjort vätgas till en välkänd säkerhetsrisk. Anledningen var det tyska luftskepp som 1935 konstruerades av en aluminiumkonstruktion. Det 245 meter långa luftskeppet Hindenburg korsade atlanten på rekordtider kunde lyfta 112 ton och en maxhastighet på 135 kilometer i timmen. Själva gasbehållaren bestod av bomullstyg täckt av fernissa och aluminium. Två år gammalt explo-
derade skeppet inför kameralinser i USA. Olyckan har sedan dess gjort säkerheten runt vätgas till ett omdebatterat inslag i frågan. Viktigt att beakta är dock att vätgas snabbt löses upp i luften och blir ofarlig i koncentrationer under 4 %. Vätgas är idag en energibärare för fordon. Till exempel har personbilen Toyota Mirai, som drivs helt av vätgasbil, funnits på marknaden sedan 2015. Tillgången till vätgas har dock begränsat vätgasbilarnas expansion i Sverige. Ni som bor runt Umeå, Mariestad, Stockholm, Sandviken, respektive Göteborg kan idag köra med vätgas. Och redan år 2025 ska mer än 50 tankställen för vätgas vara invigda jämfört med dagens fem. Många anser att vätgas är en av lösningarna på energiproblemet eftersom vätgas vid användning bildar stora mängder energi och dess enda avgas är vatten. Vätgasanvändning har med andra ord inga utsläpp av koldioxid.
Hur produceras vätgas? Vätgas utvinns från en källa. Av den vätgas som tillverkas idag kommer endast 4 % från fossilfria källor. 49 % har sitt ursprung från naturgas, 29 % från olja och 18 % från stenkol. Att vätgas är en restprodukt som kan tas till vara inom bland annat petroleumindustrin är huvudförklaringen till den stora andelen därifrån. Utvecklingen av fossilfria källor är dock på frammarsch vilket krävs för att vara ett gott miljöalternativ när behovet ökar.
Elektrolysör
Vätgasmackar är under expansion. I Sverige finns idag fem tankställen för vätgas men betydligt fler i Danmark och Norge (Från Vätgas Sverige)
Vätgas som tillverkas med elektrolys använder elektricitet. Hur elektriciteten tillverkas avgör därför om vätgasen blir förnybar, fossilfri eller fossil. Vi har nog alla tillverkat vätgas på kemilektioner genom att
låta vatten spjälkas då ström tillförs genom två elektroder. Denna process kallas elektrolys och utrustningen en elektrolysör. I en elektrolysör spjälkas vatten upp i vätgas och syre med hjälp av el. Källan är i detta fall alltså vatten. Elektrolysören har en positiv elektrod, så kallad anod, och en negativ elektrod, så kallad katod. Vid katoden sker reduktionen och det är här elektroner plockas upp av vattenmolekylen på katodens yta så att vätgas bildas. Vid anoden lämnas elektroner och en oxidation uppstår när syrgas bildas. Med andra ord, vid ena elektroden bildas vätgas och vid den andra bildas syrgas. De båda gaserna går att samla och använda för olika applikationer. Om fossilfri el används i elektrolysören blir vätgasen klimatvänlig. En kombination av solceller och vindkraft kan tillverka vätgas när solen skiner alternativt vinden blåser. Vätgasen som då bildas kan sparas i tankar för användning också molniga dagar med stiltje. Nackdelen är att verkningsgraden i en elektrolysör är relativt låg, ungefär 70-80 procent, det vill säga 20-30 procent av energiinnehållet förloras i omvandlingen från el till vätgas. Stora resurser läggs för att förbättra verkningsgraden och vissa bedömare menar att år 2030 har förlusterna minskat till mellan 14 och 18 procent.
Pyrolys Idag är det vanligaste sättet att tillverka vätgas genom så kallad ångreformering. Ångreformering sker när naturgas hettas upp till temperaturer över 1 000°C, där naturgasen bildar koldioxid och vätgas. Det är en relativt billig tillverkningsprocess men med fossila råvaror och stora koldioxidutsläpp. Ett alternativ, som idag är under utveckling, är metanpyrolys
Aluminium Scandinavia nr 2 · Mars 2022
21
