Fraunhofer ISE transportlager skapar ny dynamik i utvecklingen av effektiv vätgasproduktion. Forskarna presenterar nu ultrafina lager av titan som både förbättrar transporten av elektroner och minskar mängden material som krävs i elektrolysörer. Dessutom lyckas teamet sänka tillverkningskostnaderna utan att tumma på livslängd eller prestanda. Tekniken öppnar därför dörren för billigare och mer skalbar grön vätgas, något som både industrin och energibolagen efterfrågar när elektrifieringen accelererar.
Fraunhofer ISE transportlager bygger på tunna titanskikt
Fraunhofer ISE transportlager använder extremt tunna lager av titan, ofta bara några mikrometer tjocka. Forskarna arbetar aktivt med att förbättra hur elektrolysceller transporterar ström mellan membran och katalysatorer. Genom att använda titan i stället för dyrare legeringar får tekniken bättre korrosionsmotstånd och längre livslängd. Dessutom leder titan ström effektivt, vilket gör processen snabbare och stabilare.
Forskarna utvecklar även en ny metod där de deponerar titanet med hög precision. Tekniken skapar ett jämnt lager som minskar elektriskt motstånd och samtidigt förbättrar kontakten mellan komponenterna. Fraunhofer ISE transportlager får på detta sätt betydligt bättre prestanda än traditionella strukturer, vilket gör tekniken attraktiv för kommersiella elektrolysanläggningar.
Tekniken minskar materialkostnaderna kraftigt
Elektrolysörer kräver vanligtvis dyra material för att tåla hög temperatur och kraftig korrosion. Därför är kostnaderna ofta höga. Forskarna använder nu titan i optimerade mängder, och de kombinerar materialet med nya beläggningstekniker som minskar slitaget. På så sätt minskar materialförbrukningen samtidigt som livslängden ökar. Detta gör elektrolysen mer ekonomisk för både små och stora anläggningar.
Dessutom visar tester att de tunna lagren behåller sin struktur även när cellerna arbetar under hård belastning. Det innebär att anläggningarna slipper täta komponentbyten, vilket minskar driftkostnaderna ytterligare. Tekniken ger alltså både lägre investeringskostnad och lägre löpande kostnader.
Fraunhofer ISE utvecklar system för storskalig tillverkning
Forskarna arbetar samtidigt med att skala upp tillverkningen. De använder metoder som fungerar i industriell produktion i stället för endast i laboratoriemiljö. Dessutom samarbetar de med företag som bygger elektrolysörer i stor skala, vilket gör det möjligt att anpassa processerna direkt efter marknadens behov.
Genom automatiserade beläggningssystem och mer exakt materialkontroll kan företag producera titanskikten snabbare och billigare. Fraunhofer ISE transportlager får därför en central roll i nästa generations elektrolyssystem där stora mängder vätgas ska framställas med lägre kostnader och högre effektivitet.
Tekniken förbättrar elektrolysens effektivitet
Ultrafina titanskikt minskar motståndet i cellerna och gör att elektroner rör sig lättare genom strukturen. Detta sänker energiförlusterna och ökar den totala verkningsgraden. Forskare ser att systemen uppnår högre effektivitet både vid låg och hög belastning. Detta är viktigt eftersom elektrolysörer ofta kopplas till sol- och vindkraft där effekten varierar.
Dessutom skapar titanskikten en jämnare fördelning av gasbubblor på ytan, vilket förbättrar gasavgången och minskar blockeringar. Det gör systemen stabilare över tid. Tekniken hanterar även trycksatta system bättre, vilket gör den användbar i både stationära anläggningar och industriella vätgassystem där tryck varierar.
Industri och energibolag följer utvecklingen noggrant
Flera energibolag och industriaktörer följer nu forskningen eftersom marknaden behöver billigare elektrolysutrustning. Bolag inom stålproduktion, kemiindustri och raffinaderier vill skala upp sin vätgasproduktion, och därför kräver de komponenter som håller länge och kostar mindre. Fraunhofer-tekniken passar deras behov eftersom den kombinerar prestanda och hållbarhet.
Företag ser också att tekniken kan integreras i olika typer av elektrolysceller, bland annat PEM- och AEM-system. Detta ger flexibilitet och gör det lättare att använda tekniken inom olika sektorer. Dessutom kan titanlagren anpassas efter cellens design, vilket gör anläggningarna mer modulära.
EU:s satsningar på grön vätgas driver tekniken framåt
EU investerar i stora vätgasprogram, och dessa satsningar skapar ett starkt tryck på att minska kostnaderna. Fraunhofer ISE fokuserar därför på lösningar som passar storskaliga produktionsanläggningar. Forskarna anpassar transportlagren för att fungera i system som ska nå gigawatt-nivåer de kommande åren. Tekniken blir därför en viktig pusselbit i Europas mål om att utveckla en konkurrenskraftig vätgasmarknad.
Dessutom analyserar forskare hur titanskikten påverkar miljöprofilen. De visar att nya tillverkningsmetoder använder mindre energi och producerar mindre avfall än äldre tekniker. Detta förbättrar hållbarhetsprofilen för hela elektrolyssystemet.
Nästa steg för tekniken
Fraunhofer-teamet fortsätter att testa lagrens långtidsprestanda i olika miljöer. De studerar hur materialen reagerar under högt tryck, varierande temperaturer och förorenade gasflöden. Dessutom arbetar de med att kombinera transportlagren med nya katalysatorer för att ytterligare höja effektiviteten. Resultatet kan bli elektrolyssystem som både producerar mer och håller längre.
Forskarna planerar även att demonstrera tekniken i pilotanläggningar där industrin deltar. Detta steg blir avgörande för att skala upp produktionen och visa att tekniken fungerar i verklig drift.