Ammoniakk bremser brenselceller

Lavtemperatur brenselceller er interessante for produksjon av strøm til ulike formål, som i biler, små kraftverk i hus etc.

Disse brenselcellene trenger hydrogen som brensel, men hydrogengass er vanskelig å lagre og transportere. Hydrogen bundet i form av metanol, ammoniakk eller andre forbindelser er enklere å håndtere.

Hydrogenforbindelsene må så brytes ned eller splittes til hydrogen før de kan brukes i brenselcellene. Ammoniakk har den fordelen at det ikke inneholder karbon, slik at det ikke blir utslipp av CO2 lokalt. Utslippet av CO2 i hele energikjeden kommer an på hvordan ammoniakk lages, og hvilke energikilder som benyttes i produksjonen av ammoniakk.

Halseid har sett på hvordan ammoniakkrester i hydrogengassen påvirker lavtemperatur brenselceller. Ammoniakk i hydrogenbrenselet kan skyldes ufullstendig splitting av ammoniakk, men kan også dannes fra nitrogen i luft ved splitting av andre forbindelser. Både brenselcellemembranen og de to elektrodene påvirkes negativt, men effekten på elektrodene, og spesielt luftelektroden, er størst. Brenselcellen har en viss evne til å kvitte seg med ammoniakk, og Halseid har identifisert noen muligheter for å forbedre denne evnen.

Arbeidet har bidratt med forståelse av hvilke prosesser som påvirkes negativt av ammoniakk, og hvor viktige de forskjellige effektene er relativt sett. Forgiftning av brenselceller generelt er et problem som er viktig å forstå dersom brenselceller skal få en stor utbredelse. Arbeidet har bidratt til å forstå noen av disse forgiftningsprosessene bedre og derigjennom å gjøre brenselceller mer stabile over tid og dermed mer konkurransedyktige i forhold til andre teknologier.

Avhandlingen har tittelen «Ammonia as Hydrogen Carrier - Effects of Ammonia on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells Ammoniakk som Hydrogenbærer - Effekter av ammoniakk på brenselceller med polymerelektrolytt». Arbeidet er utført ved Institutt for materialteknologi, NTNU, med professor Reidar Tunold som veileder. Det er finansiert av Norsk Hydro ASA og Norges forskningsråd.

Rune Halseid er sivilingeniør (1995) fra Fakultet for kjemi og kjemisk teknologi, Norges tekniske høgskole, og disputerte for graden dr.ing. 30. april. Han er ansatt som senior prosessingeniør i Norsk Hydro ASA.