Hydrogen Ny teknologi – fremdriftsmiddel 2.17 – Bruke manuelt og digitalt arbeidsutstyr innen faget

Hva er hydrogen? Hydrogen det vanligste grunnstoffet i universet (75%), men utgjør bare 1% av grunnstoffene på jorden Hydrogen det letteste grunnstoffet Hydrogengassen er 14,5 ganger lettere enn luft Hydrogen binder seg til andre stoffer, og ren hydrogengass må derfor fremstilles Hydrogen vil alltid stige opp. Finnes sjelden i ren form. Hydrogengass er den gassen som leder varme best.

Kjemisk om hydrogen Hydrogen har kjemisk symbol H og atomnummer 1. Plasseres øverst til venstre i det periodiske system. Hydrogen består av kun ett proton og ett elektron. Protonkjernen er omgitt av ett elektron.

Hydrogen som energibærer Hydrogen er ikke en direkte energikilde, men enn energibærer Hydrogen har tre ganger så høy energitetthet per masse som diesel og bensin Utfordringen er den store plassen hydrogengassen tar Den komprimeres derfor ofte under trykk for både lagring og transport Hydrogen er ikke en direkte energikilde, men lagrer energi.

Tre fremstillingsmetoder Ved reaksjon mellom sink og saltsyre Ikke lønnsomt i større skala Ved reaksjon mellom naturgassen metan og vanndamp Produserer også klimagassen CO2 Ved elektrolyse av vann Kan benytte elektrisitet fra fornybare energikilder CO2 - Karbondioksid

Elektrolyse Anode er det positive elektroden i ett elektrolysekar. Katode er det negative elektroden i ett elektrolysekar.

Lagring og transport av hydrogen Trykk Hydrogenet komprimeres ved høyt trykk, og lagres i trykktank 200- 750 bar trykk Temperatur Hydrogenet kjøles ned til flytende form og lagres i isolert tank Hydrogen blir flytende ved -253 °C Hydrogen har liten massetetthet – så volumet blir upraktisk stort = Ved 1 bar (vanlig lufttrykk) vil 1g hydrogen få et volum på 11 liter. Hydrogengassmolekylet er så lite at det ikke er mulig å produsere tett tank – men ingen praktisk betydning.

Hydrogen som fremdriftsmiddel Produseres industrielt ved elektrolyse av vann (H2O) slik at gassene hydrogen (H2) og oksygen (O2) dannes. Når hydrogen forbrennes med oksygen blir forbrenningsproduktet helt forurensningsfritt – rent vann Basert på elektrolyse. Kan være utfordrende med vann som utslipp.

Fremdriftssystem Eksempel fra Toyota

Brenselceller I brenselcellen frigjøres energien lagret i hydrogengassen ved at den reagerer med oksygen/luft Produserer elektrisitet ved kjemisk reaksjon Har ingen bevegelige deler Strømmen kan drive en elektromotor Seriekobles for å oppnå tilstrekkelig høy spenning

Historie - brenselceller Oppfunnet omtrent 1850 Brukt blant annet i romfarten der vannet blir brukt som drikke av besetningen

Faremomenter ved hydrogen Eksplosjonsfare Kvelningsfare Hydrogen kan fortrenge oksygenet i luften Revning av flaske/beholder Gasstrykket øker ved unormal oppvarming Reagerer med oksiderende materialer Nesten usynlig flamme Stor diffusjonsevne Kan trenge igjennom materialer – evnen øker med temperaturen Gassflaskene er laget av krom-molybdemstål –minimal fare for sprøhetsbrudd.

Faremomenter Gassen er fargeløs og luktfri Den er også brennbar og eksplosiv Hindenburg 6. mai 1937. Challenger 28. januar 1986

ADR/RID UN-nummer 1049 Fareklasse 2 Fareseddel 2.1 (+13) Farenummer 23 Nattmannen.

Sikkerhetsdatablad Link til http://www.aga.no/no/images/Hydrogen%2C%20compressed_1.1_NO_tcm639-445171.pdf

ASKO Trondheim ASKO har bygd produksjonsanlegg og fyllestasjon som bruker strøm til å spalte vann til hydrogen og oksygen Solenergi fra solceller supplert med energi fra strømnettet Får lagret energi fra en uforutsigbar energikilde Scania skal levere 4 storbiler Toyota har levert 9 trucker, og flere er på vei Brenselcellene omdanner hydrogengass til strøm som driver fremdriftsmiddelets elektriske motor Eneste «avfall» på vei er vann

ASKOs hydrogenstasjon

Hydrogen vs. batteri PRO CON I Norge er energien miljøvennlig For rekkevidde vil batteri bli uforholdsmessig tunge Dette forringer lastekapasitet og øker energiforbruket Mindre ytelsesreduksjon for brenselceller enn batteri i kaldt klima CON Større energiforbruk med produksjon av hydrogen enn tilsvarende batteridrift Kjent teknologi og kjente leverandører Bedre utbygd ladenettverk enn påfyllingspunkt I Norge er energien miljøvennlig

Infrastruktur Kjørelengde Antall påfyllingsstasjoner Veitransport bør ha 500km for å konkurrere Antall påfyllingsstasjoner Hva kom først - høna eller egget? Det tar vesentlig kortere tid å fylle hydrogentanken enn å lade ett batteri med elektrisitet Lager sparer plass på å unngå egne laderom