Forskere jobber iherdig med å gjøre hydrogenbiler konkurransedyktig på pris. (Bilde: H2moves Scandinavia)

PLATINA I BRENSELCELLER

Ny brenselcelle-design fjerner flaskehals i hydrogenbiler

Behovet for platina reduseres til en femtedel.

Om hydrogenbiler vil bli det nye store er et tema som har blitt diskutert i det store. Flere har troen på hydrogenbaserte løsninger, andre ser ikke verdien. En ting er sikkert – hydrogenbilen har fortsatt et stykke å gå (kjøre) for å bli et kommersielt produkt.

Nå har danske og tyske forskere tatt et steg i retning av å gjøre hydrogenbilen både billigere og mer miljøvennlig.

Verdifullt metall

Hittil har det vært en teknologisk utfordring at brenselcellene i hydrogenløsninger krever det sjeldne og dyrebare metallet platina.

Platina er et av de mer sjeldne grunnstoffene her på jorden. 80 prosent av utvinningen skjer i Sør-Afrika, mens 10 prosent kommer fra Russland. Metallet er dyrere enn gull.

Den danske teknologien har nå gjort det mulig å produsere like mye elektrisitet i brenselcellene, men bare med en femtedel så mye platina. Dette gjør brenselcellene langt rimeligere å produsere.

Platinaets funksjon i brenselcellene er å fungere som en katalysator i prosessen som gjør at hydrogen og oksygen kan bli omgjort til elektrisitet.

Det gjøres ved å eksponere gassene for partikler med platina. Forskerne har funnet en mer effektiv måte å plassere disse partiklene, slik at prosessen forsterkes.

Les også: Advarer mot hydrogen-eksplosjon i garasjer

Flaskehals

– Problematikken rundt platina er blitt ansett som en flaskehals for at slike biler kan bli utbredt. Den siste tiden har imidlertid behovet for platina i brenselcellen blitt redusert drastisk, forteller Steffen Møller-Holst, som har doktorgrad på området og er leder for det regjeringsoppnevnte Hydrogenrådet.

Han har til daglig ansvar for hydrogenaktiviteten i Sintef og sitter i ledelsen for den Europeiske hydrogensatsingen (FCH JU) i Brussel med et budsjett på en milliard euro.

Han forteller at målet for mengden platina er ti gram per bil. Det er det samme nivået som i dag brukes i katalysatoren i alle biler med vanlig forbrenningsmotor.

I 2008 var kostnaden for platina til en brenselcelle i en hydrogenbil omtrent 10.000 kroner. I løpet av 2012 var kostnaden redusert til under 5.000 kroner, innen 2017 håper de å ha redusert kostnadene til 3.000 kroner.

– Vi er allerede nede på drøyt 15 gram per bil nå. I laboratoriene er det påvist at det er mulig å realisere målet på ti gram, forteller Møller-Holst.

Fem ganger mer elektrisitet

Ifølge Matthias Arenz, en av forskerne bak den nye studien, skal den nye plasseringen av platinapartiklene kunne produsere åtte ampere per milligram platina. Brenselcellene produserer i dag  rundt én ampere for hvert milligram.

Forskerne testet i utgangspunktet å endre på størrelsen på partiklene, men forsøkene viste seg at plasseringen var en langt viktigere faktor. Den mest effektive plasseringen viste seg å være når partiklene var tett pakket sammen.

Neste på agendaen for forskerteamet er å utvikle en metode for å produsere den nye tett pakkede katalysatoren på et industrielt nivå.

Les også: – Personbiler bør ikke gå på hydrogen

Mer som skal til

Selv om en rimeligere katalysator er vel og bra, er det mer som skal til før hydrogenbilene blir daglig skue på norske veier.

– Det er fortsatt en del av komponentene som ikke er hyllevare. En liten pumpe som brukes i brenselcellene koster ti ganger mer enn en tilsvarende pumpe til en vanlig bil med forbrenningsmotor. For at prisen skal ned, må volumet opp, forklarer Møller-Holst.

Den andre kostnadsdrivende faktoren er at hydrogenbilene i dag i stor grad sammenstilles manuelt i serier på inntil 1.000 biler. Automatisering og masseproduksjon vil redusere kostnadene ytterligere.

Han tror at når man får etablert et marked og man begynner å produsere større volum av biler, vil prisen komme på et konkurransedyktig nivå. For å få en hydrogendrevet Hyundai ix35 til Norge koster det i dag 950.000 kroner.

– Om man isteden bestiller noen tusen biler ser vi at prisen vil ramle drastisk. Volumet har svært mye å si, derfor må vi avhjelpe produsentene over kneiken her i Norge for å få bilene på markedet, sier Møller-Holst.

Tett

I Oslo-området er det i dag fem fyllestasjoner for hydrogenbiler, samt en for busser. Disse er fordelt på de 17 hydrogenbilene og fem hydrogenbussene som er i daglig drift.

I forhold til befolkningen er det blant den høyeste tettheten av hydrogenbiler i verden. Møller-Holst mener vi i Norge har de beste forutsetningene og er optimistisk med hensyn til å etablere et marked for slike biler her til lands.  

– Her er det avgiftsfritak for hydrogenbiler, derfor burde Norge fungere som et førstemarked, mener Hydrogenrådslederen.

I land som Tyskland har de ikke avgift på biler i det hele tatt, hydrogenbiler konkurrerer derfor på lik linje med biler med konvensjonell forbrenningsmotor og må derfor enda lenger ned i pris før de er konkurransedyktige.

250.000 km

Det finnes 17 hydrogenbiler i Oslo i dag, Møller-Holst er koordinator for det europeiske demonstrasjonsprosjektet.

Til sammen har bilene kjørt ca. 250.000 km på norske veier og han kan rapportere at de fungerer utmerket, også i vårt kalde vinterklima.  

– Vi samler inn masse erfaringsdata som hjelper produsentene med teknologiutviklingen, både Mercedes-Benz og Hyundai fortsatte testingen av sine biler her i Norge lenge etter avtalt tid, avslutter Møller-Holst.

Les også:

Japan lærer hydrogen i Norge

Om tre år kommer hybridbilen som kjører på luft

Vil produsere hydrogen fra vindkraft