Jakter på billigere hydrogen
Ved forbrenning av hydrogen i brenselceller er vann det eneste avfallsproduktet, og forbrenningen har dermed ingen negative miljøkonsekvenser. Men et av problemene som gjør at hydrogen ikke kan konkurrere med fossile brennstoffer er at det blir for dyrt.
De tre studentene på studieprogram for maskin ved Avd. IU Katinka Wingerei, Tor Anker Nilsen og Ole Øverland håper å kunne gjøre noe med dette. De skal nemlig forsøke å bygge et apparat som skal gjøre det mulig for forskere å forske på en ny metode for hydrogenutvinning: Plasmaelektrolyse.
Høyspenning
HYDROGENFORSKERNE: Ole Øverland (f.v.), Katinka Wingerei, Tor Anker Nilsen og førsteamanuensis Chi Huu Luong (veileder) studerer et oppsett av kolber og slanger klargjort til et hydrogenforsøk.
– Vi lager først en væskeoppløsning. Så putter vi to elektroder oppi denne væsken og kjører strøm mellom elektrodene som ved vanlig elektrolyse. Når vi øker spenningen opp til over 100 volt begynner den negativt ladede elektroden å produsere store mengder gass, og temperaturen i væsken kommer opp i over 60 grader, forklarer de tre studentene.
– Teorien vi skal teste sier at det under disse forholdene oppstår en tynn ”kappe” av vanndamp med temperatur på opptil 3700 grader på overflaten av den negativt ladede elektroden. Vanndampen endrer da egenskaper og kalles gjerne ”plasma”, og den kjemiske prosessen som foregår kalles plasmaelektrolyse. Vannmolekylene splittes da i følge teorien direkte til hydrogen og oksygen.
– Poenget med denne prosessen og bakgrunnen for teorien er at det har vært observert tilfeller der man ved hjelp av høy spenning har utvunnet opp til åtte ganger så mye hydrogen som ved vanlig elektrolyse. Det sier seg selv at her kan det være penger å spare, selv om det er usikkert nøyaktig hvor stor gevinst en slik prosess vil gi, forteller de.
Mer pålitelige resultater
Hva som egentlig skjer i plasmaen under utvinningsprosessen er altså ikke helt klarlagt. Det er en kompleks prosess som påvirkes av både spenning, trykk, temperatur, avstand mellom elektrodene, og materialet elektrodene er laget av.
ELEKTROLYSEFORSØK: Elektrolyse ved 190 volt og 72 grader. I glasskolben gløder den negative elektroden.
Så langt har forskningen vært basert på teoretiske utregninger og lite kontrollerbare forsøk som har variert fra gang til gang, i følge studentene. Apparatet studentene skal bygge er ment å gi forskerne mulighet til å utføre kontrollerbare forsøk for å finne ut hvilke forhold som gir utvinning av maksimal mengde hydrogen.
Når oljen tar slutt
Øverland har forteller at han alltid har vært interessert i energidebatten og at det var noe av bakgrunnen og motivasjonen for prosjektet. – Det siste året har jeg lest en del om hydrogenproduksjon og synes det er interessant med forskningen som foregår på hydrogenproduksjon ved plasmaelektrolyse. Oljen tar jo dessuten slutt en dag og da trenger vi andre energikilder, understreker han. – Og det må vi jo tenke på nå, ikke når oljen tar slutt, tilføyer Wingerei. Nilsen er også opptatt av hydrogen som ren energi og framtidens energibærer.
Tunga rett i munnen
Dersom studentene lykkes med sine planer håper de at apparatet vil bli tatt i bruk til laboratorieforsøk, og at slike forsøk – hvis de gir gode resultater – kan gi grunnlag for storskalautvinning en gang i framtiden.
– Men det er en avansert prosess å forstå og det er ennå tidlig i prosjektet vårt, så det gjenstår å se hvordan det går. Både kjemi, elektrisitet og mekanikk er viktige elementer i prosjektet, og vi kommer nok til å trenge hjelp med kjemien, sier Ole Øverland. – Det gjelder å holde tunga rett i munnen i forhold til alle faktorene som skal måles slik at vi får målt de rette tingene på den rette måten, supplerer Wingerei og Nilsen.
[Narve Strand]