Framtidens bränsleceller för hållbara produkter

Bränsleceller är en viktig pusselbit när vi går mot ett fossilfritt samhälle. Men de hämmas av höga kostnader och begränsad livslängd. På KTH, Chalmers och Lunds universitet forskas på en ny typ av platinafri, kostnadseffektiv bränslecell som kan få bred användning.

Morgondagens hållbara fordon, elnät och energisystem kräver nya, innovativa lösningar. Bränsleceller kan bli en central del av lösningen och lyfts fram bland annat inom EU:s vätgasstrategi. En utmaning är att den vanligaste typen av bränslecell som tillverkas idag framför allt använder platina som katalysator. Det är ett effektivt material, men dyrt. I det SSF-finansierade tvärvetenskapliga projektet Material för effektiva och konkurrenskraftiga bränsleceller utvecklar forskare på KTH, Chalmers och Lunds universitet en ny generation bränsleceller, där målet är att stegvis helt eliminera platina, med bibehållen prestanda och bättre livslängd.
– Priset på bränsleceller är idag ett stort hinder för att de ska få ordentligt genomslag. Vi vill få ner kostnaderna, men också öka hållbarheten, förklarar Carina Lagergren, professor i tillämpad elektrokemi vid KTH.

Från sur till alkalisk miljö
En grundbult i forskningen är att byta den sura miljön i platinabaserade bränsleceller med protonledande membran, till en alkalisk miljö med nya och billigare hydroxidledande membran. Då kan också platina ersättas av billigare metall­er, som silver och nickel. Förutom den lägre kostnaden är en stor fördel med tekniken att den inte är lika känslig för föroreningar, och vätgasen, som är själva bränslet i cellen, kan vara mindre ren.
I projektet arbetar forskarna nära industrin, och representanter från bränslecellstillverkaren Powercell, fordonstillverkaren Scania samt stålproducenten Sandvik ingår i ett råd.
– Det är enormt värdefullt eftersom de bidrar med industrikompetens från olika perspektiv, från materialtillverkning till produktion och användning av bränsleceller, framhåller Carina Lagergren.

Doktorander viktiga
I projektet utförs tillämpad grundforskning, från molekylnivå till funktionen av hela celler. De möjliga tillämpningsområdena är många: från bärbar elektronik till bilar, flygplan, fartyg och kraftverk. En väsentlig del av satsningen är de sex doktoranderna.
– Deras kompetens kommer verkligen att efterfrågas av industrin, vilket är väldigt roligt och ger projektet ännu större strategisk relevans, avslutar Carina Lagergren.