Billig sol-til-hydrogencelle setter ny effektivitetsrekord

[Redaksjonen.]

Billig sol-til-hydrogencelle setter ny effektivitetsrekord

[Lab Roy]

Er det slik at denne teknologien vil være mest lønnsom å ta i bruk i land med mye sol slik som feks i Nord-Afrika og i Australia?

[0QE8JCM8]

Way to go! Langt fram sikkert, men hvis dette kan gjøres i stor skala så er ett (av mange) problem med hydrogen løst.

 

Når det gjelder transport med fly, bil og hurtigbåter der vekt og volum teller så er ikke egenskapene til hydrogen særlig bra hvis man skal tro på denne figuren : https://www.researchgate.net/figure/Energy-densities-of-various-energy-storage-materials-and-technologies-illustrating-the_fig3_238394762

https://www.researchgate.net/publication/238394762_Hydrogen_nexus_in_a_sustainable_energy_future

 

Både flytende hydrogen og 700Bar komprimert hydrogen havner på bunnen av skalaen både på spesifikk energi og på energitetthet. Dette er gamle data, men Norsk Klimastiftelse bruker det samme innholdet fortsatt :

https://klimastiftelsen.no/publikasjoner/ammoniakk-kan-kutte-store-utslipp-i-skipsfart/

 

Hvis dette fortsatt stemmer til tross for de 12 årene som har gått og all forskningen som har skjedd siden dataene ble publisert, burde vi få det mer fram i lyset. Denne figuren slår bruk av hydrogen til jorda i ett slag. Ikke bare til jorda. Langt under torva. Vi trenger ikke å diskutere hydrogen som energibærer til transport lenger, det har det laveste energiinnholdet av alt som er vurdert. Treverk er bedre.

 

Eller trengs det en oppdatering?

Endret 25. juni 2020 av 0QE8JCM8

[Lynxman]

"Selskapet er dermed et skritt nærmere målet om 20 prosents effektivitet"

Men de er fortsatt på rundt 6-7%? Ikke sant?

[VegardBe]

Lynxman skrev (12 minutter siden):

"Selskapet er dermed et skritt nærmere målet om 20 prosents effektivitet"

Men de er fortsatt på rundt 6-7%? Ikke sant?

Nei, 17.6% står det i artikkelen.

[0QE8JCM8]

17,6% står det i artikkelen. Virkningsgrad isolert sett blir uansett mindre viktig enn pris pr. kg produsert H2 gass, som den bidrar til. Solskinnet koster ingen ting, det er det anlegget vi bygger som koster noe.

[N|troXx]

Det er derfor man har Ammoniakk som alternativ. Der lagrer man Hydrogen på langt lavere trykk enn 700bar

[oophus]

0QE8JCM8 skrev (2 timer siden):

Eller trengs det en oppdatering?

Flytende hydrogen sprenger skalaen, siden den kun går til 13kWh/kg. Det er derfor det står en pil til høyre, og 33,3kWh/kg for den. 
Uansett er ammoniakk en av løsningene man ser på, siden det kan være enklere å frakte over lengre strekker. Det er mange som også forsker på ulike MOF's, men de passer seg bedre til mindre skala. Dog selv der så finnes det teoretiske løsninger med 9,000Wh/kg i energitetthet. Litt mindre enn bensin, men fornybart. 
 

[0QE8JCM8]

Hvis Hydrogen virkelig er en mye dårligere energibærer enn treverk burde noen burde fortelle de sentrale aktørene det. Det går jo med uendelig med arbeid på dette området. Eller er det Norsk Klimastiftelse som roter?

https://www.tu.no/artikler/tyskerne-vil-pushe-eu-til-a-satse-pa-hydrogen/494234

https://www.tu.no/artikler/trobbel-for-hydrogen-ferge-fiskerstrand-far-nei-til-stotte-fra-fylket/494815

[0QE8JCM8]

oophus3do skrev (7 minutter siden):

Flytende hydrogen sprenger skalaen, siden den kun går til 13kWh/kg. Det er derfor det står en pil til høyre, og 33,3kWh/kg for den. 
Uansett er ammoniakk en av løsningene man ser på, siden det kan være enklere å frakte over lengre strekker. Det er mange som også forsker på ulike MOF's, men de passer seg bedre til mindre skala. Dog selv der så finnes det teoretiske løsninger med 9,000Wh/kg i energitetthet. Litt mindre enn bensin, men fornybart. 
 

Pila peker mot flytende hydrogen uten tank, kjølesystem og alt som trengs.  Så snart du har det på tanken så er energiinnholdet 2-4kWh/kg.  Men det avhenger av tanken.

[Sturle S]

1 hour ago, N|troXx said:

Det er derfor man har Ammoniakk som alternativ. Der lagrer man Hydrogen på langt lavere trykk enn 700bar

Med to store ulemper:

1. Produksjon av ammoniakk kostar meir energi og gjer verknadsgrada endå mykje dårlegare enn ho var i utgangspunktet.  Proessen føregår ved 300 bar trykk og 500 °C med periodevis avkjøling til 70 °C.  (Reaksjonen er eigentleg eksoterm, men det er praktisk umogeleg å gjennomføre prosessen med periodisk avkjøling for å kondensere nitrogen utan å bruke meir energi enn reaksjonen produserer.)
2. Vekta pr J vert 6-dobla.  Splitting av NH₃ til nitrogen og hydrogen krev energi.

Endret 25. juni 2020 av Sturle S

[Simen1]

Interessant, spesielt til forbrenning der det kreves høy temperatur. Hvis det skal konverteres fra hydrogengass til strøm så må man inkludere virkningsgraden til det også. Da vil nok solceller komme en god del bedre ut.

Pga utfordringene med å lagre nevneverdige mengder hydrogen (terrorfare, fare for teknisk svikt, andre menneskelige feil, eksplosjonsfare etc) bør det enten brukes samtidig som det produseres eller konverteres til andre energibærere som f.eks ammoniakk eller varme før det lagres (spesielt til forbrenningsprosesser/oppvarming).

Ellers så bør man ha både et CO2-regnskap og et økonomisk regnskap på plass så det går an å sammenligne med andre teknologier.

[oophus]

0QE8JCM8 skrev (9 minutter siden):

Pila peker mot flytende hydrogen uten tank, kjølesystem og alt som trengs.  Så snart du har det på tanken så er energiinnholdet 2-4kWh/kg.  Men det avhenger av tanken.

Ja, inkluderingen av tank o.l. gjør potensialet mindre, men man finner til stadighet forbedringer for slikt. MOF's er jo som sagt en spennende måte å kunne frakte med hydrogen for eget forbruk f.eks. i første omgang, og på sikt så klarer man nok å utnytte dette for normal frakt av H2 også. Da hadde man fylt tankene med et hvitt pulver som hver molekyl holder 4 H2 atomer. Ved anvendelse, så frigjør man de atomene ved å blande det i filtrert vann. Reaksjonen splitter ut hydrogenet, i tillegg til å spalte vannet man brukte for å få igang reaksjonen med, og resultatet er 9,000Wh/kg ved forbruk. 

Endret 25. juni 2020 av oophus3do

[AndersT2]

Lab Roy skrev (9 timer siden):

Er det slik at denne teknologien vil være mest lønnsom å ta i bruk i land med mye sol slik som feks i Nord-Afrika og i Australia?

Ja. Alt som drives av solen vil være mer lønnsomt/effektivt der det er sol en der det ikke er sol. Hjelper ikke med solceller på svalbard når solen ikke er der om vinteren. Baserer seg da på ting som drives av solen, så må man stoppe alt halve året.

Her i Norge så vil det vel være langt mer effektivt å ofre noen flere fossefall og utnytte vannkraft fremfor noe annet. Der har vi så å si utømmelig mengde som ikke er avhengig om tiden på døgnet, eller om det blåser, i hvertfall for eget land.

[Sturle S]

11 minutes ago, AndersT2 said:

Ja. Alt som drives av solen vil være mer lønnsomt/effektivt der det er sol en der det ikke er sol. Hjelper ikke med solceller på svalbard når solen ikke er der om vinteren. Baserer seg da på ting som drives av solen, så må man stoppe alt halve året.

Nah, ikkje eigentleg.  Du må ta med transporten av produktet i den utrekninga.  Dersom det kostar meir energi å transportere produktet vekk enn du taper på å ha solcellepanelet nærare forbrukaren, løner det seg ikkje.

11 minutes ago, AndersT2 said:

Her i Norge så vil det vel være langt mer effektivt å ofre noen flere fossefall og utnytte vannkraft fremfor noe annet. Der har vi så å si utømmelig mengde som ikke er avhengig om tiden på døgnet, eller om det blåser, i hvertfall for eget land.

90% er allereie utbygd.  Det vesle som er att å hente er stort sett elver som ikkje kan demmast opp.  Dei vil produsere veldig mykje om sommaren.  Om vinteren er kapasiteten den vi har.  Meir vasskraft vil difor ikkje sikre kraftforsyninga, men gjer at vi kan eksportere meir kraft om sommaren.

 

Den desidert største uutbygde ressursen vi har er vindkraft.  Vindkraft er dessutan optimalt saman med vasskrafta vi har, fordi vinden er best i perioden når tilsiget av vatn i vassdraga er minst.  Her har vi enorme ressursar.  Ein enkelt vindturbin av den typen vi set opp no produserer meir enn 4 av 5 norske vasskraftverk.  Fosen vind er det nest største kraftverket i landet.  Vind er ein veldig billig og lett tilgjengeleg ressurs som ikkje øydelegg naturen i same grad som vasskraft.

[Lynxman]

Quote

Nei, 17.6% står det i artikkelen.

Ja, men det er noe som ikke henger på greip her. Tror noen har snubla, for solcellene de påstår den er basert på har ikke høyere virkningsgrad enn det.

 

STH på 17,6%? Så med solceller med 17,6% virkningsgrad så har de hydrogengenerator på 100% virkningsgrad?

 

Her er en nylig artikkel på TU som omtaler lignende "fantastisk gjennombrudd", men med nøkterne 6,7% virkningsgrad STH: https://www.tu.no/artikler/ny-hydrogenproduksjon-skal-gi-evig-energi/492313

Endret 25. juni 2020 av Lynxman

[Kahuna]

N|troXx skrev (7 timer siden):

Det er derfor man har Ammoniakk som alternativ. Der lagrer man Hydrogen på langt lavere trykk enn 700bar

Nå brukes vel ammoniakk i stort omfang til å lage kunstgjødsel. Størstedelen av verdens hydrogenproduksjon går nettopp til ammoniakkproduksjon. Siden 98% av verdens hydrogenproduksjon kommer fra fossile kilder er dette en mulighet til å redusere CO2-utslippene til kunstgjødselproduksjon. 

Forutsatt at man får løst de praktiske problemene med å ha små ammoniakkfabrikker midt i hydrogensolcelleparker..

[Snylter]

On 6/25/2020 at 10:42 AM, AndersT2 said:

Ja. Alt som drives av solen vil være mer lønnsomt/effektivt der det er sol en der det ikke er sol. Hjelper ikke med solceller på svalbard når solen ikke er der om vinteren. Baserer seg da på ting som drives av solen, så må man stoppe alt halve året.

Her i Norge så vil det vel være langt mer effektivt å ofre noen flere fossefall og utnytte vannkraft fremfor noe annet. Der har vi så å si utømmelig mengde som ikke er avhengig om tiden på døgnet, eller om det blåser, i hvertfall for eget land.

Solceller på Svalbard er faktisk ganske genialt det selv om vi har sol bare fra mars til september (og døgnet rundt fra ca 19. april til 25. august eller noe sånt). Det er svært bra for solcellepanelene med lav temperatur og man får som følge av dette gjerne ganske mye ut av de, ofte mer enn de er oppgitt til.

I et lite off-grid anlegg som man må betrakte det som i alle bosetningene på Svalbard (det er 5 permanente bosetninger på Spitsbergen, 1 på Hopen og en på Bjørnøya) vil det være fornuftig med en energiforsyning som benytter seg av flere ulike kilder. Sol er fint om sommeren, i vinterhalvåret er vindkraft nyttig (om sommeren vil man gjerne unngå det for å ta vare på trekkfuglene) og overskuddet kan utmerket godt lagres til perioder med dårligere tilgang på elektrisitet.

Lagres det på både batterier og i form av hydrogen kan man ende opp med en ganske gunstig løsning til tross for at virkningsgraden ved produksjon av hydrogen er lav.

Hydrogen har jo også fordelen at man kan frakte hydrogen på skip dersom man har vedvarende dårlige forutsetninger for å produsere nok energi lokalt.

[Simen1]

Longyearbyen er jo også gjennomgående basert på fjernvarme og det er jo hipp som happ om man putter inn solenergi, vind, kull eller noe annet der. Varmt vann er jo også enkelt og billig å magasinere sånn at f.eks energitopper fra fornybar kraftproduksjon kan fordeles utover døgnet eller ennå lengre tid.

 

[Snylter]

Ja, å lagre varmtvann er relativt enkelt og rimelig så varmtvann kan nok dekkes opp slik.

Vi bruker fjernvarme for varmen og har varmevekslere som gir oss varmtvann i springen.