Forskning: Så kan vanliga metaller omvandlas till el
Av Elin Nittmar
Förbränningsforskarna vid Lunds universitet är experter på området och har stenkoll på vad som händer när fossila och biobaserade material oxideras och förvandlas till värme och hur processen kan effektiviseras.
På senare tid har de även börjat studera brinnande metaller, främst järn och aluminium, tillsammans med forskargrupper i Tyskland, Kanada och Holland. De har då kunnat dra slutsatsen att dessa metaller har visat på så mycket potential som både energikälla och energibärare att de skulle kunna fungera som ett inslag i energiförsörjningen. Det framgår av ett pressmeddelande från Lunds universitet.
– Förbränning som process är fantastiskt bra, det är inte det som är problemet. Det är fel på bränslena. Åttio till nittio procent av världens energiförvandling sker med förbränning, säger Marcus Aldén, professor i förbränningsfysik vid LTH, Lunds universitet.
Han menar att fördelarna med metallförbränning är många. Den är billig, säker att använda och släpper inte ut koldioxid eller skadligt sot. Metallen som blir kvar efter förbränning går också att återanvända. Med hjälp av sol- eller vindenergi kan det oxiderade pulvret tas hand om och återgå till sin vanliga form.
När andelen väderberoende el växer, sätts stora förhoppningar till att använda vätgas som energilager. Marcus Andén tycker att vätgas behövs, men ser klart fler fördelar med metaller för att lagra energi.
– Eftersom vätgas har ett så lågt energiinnehåll behöver man öka trycket när det ska lagras. Det medför ökade kostnader och skärper säkerhetskravet för lagring och transport, säger han i pressmeddelandet.
Det var år 2019 som forskningen tog form. Marcus Aldén fick då 34 miljoner från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse för studier av förnybara bränslen, förutom metaller även biomassa och ammoniak.
Efter det har han och förbränningskollegan Zhongshan Li publicerat flera vetenskapliga artiklar inom området.
– Det har tagit skruv ordentligt sedan dess. Vi kan fortsätta och publicera vetenskapliga artiklar, så vi har egentligen inget egenintresse i att skala upp tekniken. Men med tanke på dagens aktuella energidiskussioner och att Sydsverige snabbt behöver mer egen elpropduktion ser vi en möjlighet att testa tekniken i större skala.
Han föreslår Barsebäck som en potentiell plats. Där har man redan talat om att bygga ett energicenter, menar han.
Så här går det till:
1. Metallpulver, vanligtvis järn eller aluminium, sprutas in och förbränns genom att reagera med upphettad luft eller vattenånga. Värmen som frigörs kan användas för att driva turbiner som i sin tur producerar elektricitet. Alternativt kan man välja att producera vätgas och i så fall sker förbränningen med het vattenånga. Kvar blir metalloxid i form av ett pulver.
2. Med hjälp av elektrolys kan metalloxiden omvandlas till metall igen. Det kan göras genom att metalloxidpulvret hälls i en lösning med kryolit i vilken man stoppar ner två strömförande elektroder för att starta en kemisk reaktion (elektrolys). Som strömkälla används sol- eller vindkraftverk. Oxiderade järnpartiklar kan också reduceras med hjälp av vätgas. Det finns också andra sätt.
Energitätheten:
Energiinnehållet i 200 liter Aluminium motsvarar ca 500 liter dieselolja.
200 liter aluminium kan också producera ca 60 kg vätgas.
Kostnaden
Järn och aluminium är inte är dyrare att använda än andra icke-fossila bränslen såsom vätgas och ammoniak när alla steg i processerna har inkluderats. Det visar preliminära kostnadsuppskattningar från Holland och Kanada.
Pressmeddelande/Lunds universitet