Lovende systemer for småskala hydrogenproduksjon

Første trinn i produksjonen av hydrogen er tema i doktorarbeidet til sivilingeniør Ingrid Aartun (28) fra Klepp i Rogaland. Hun har disputert ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet NTNU med en avhandling som viser at metalliske mikrostrukturerte reaktorer er lovende systemer for småskala hydrogenproduksjon.

Propan reagerer ved høye temperaturer (600-1000 °C) med luft og/eller damp over en katalysator til en gassblanding som i hovedsak består av hydrogen og karbonmonoksid (CO). Dette har Aartun undersøkt i helt nye systemer, der reaksjonene foregår i mange parallelle, små kanaler som er ca 0,1 mm x 0,1 mm i tverrsnitt. Slike systemer kalles miktrostrukturerte reaktorer. Arbeidet er gjort i samarbeid med et tysk forskningsinstitutt (Forschungszentrum Karlsruhe) som har verdensledende kompetanse på slike reaktorer.

God stabilitet
Spesielt er stabiliteten til katalysatoren veldig god, selv etter å ha blitt utsatt for særdeles tøffe betingelser. En viktig fordel med mikrokanalene i forhold til konvensjonelle katalysatorsystemer, er at forbrenningsreaksjoner og eksplosjoner dempes, noe som er viktig for sikkerheten når blandinger av luft og propan skal håndteres.

Hydrogen - energibærer i fremtidens energisystemer
Hydrogen er en mulig energibærer i fremtidens energisystemer; som drivstoff til brenselceller eller forbrenningsmotorer. Hydrogen finnes ikke i fri form i naturen, og må derfor produseres. På lang sikt er målet å produsere hydrogen ved elektrolyse av vann med elektrisitet fra fornybare energikilder. I en overgangsfase vil hydrogen produsert fra hydrokarboner ha stor betydning for å drive utviklingen av hydrogenteknologi, for eksempel brenselceller og teknologi for lagring og transport.

Propan som hydrogenkilde
Ved NTNU og Sintef har det vært utført et forskningsprosjekt innen fremstilling av hydrogen fra hydrokarboner i småskalaenheter med mulig anvendelse i små kraftverk eller fyllestasjoner for hydrogen til kjøretøyer. Det er spesielt sett på propan som hydrogenkilde, fordi denne gassen er lett å lagre og transportere, men teknologien kan anvendes for naturgass generelt.

Avhandlingen
Avhandlingen har tittelen «Microstructured Reactors for Hydrogen Production / Mikrostrukturerte reaktorer for hydrogenproduksjon». Arbeidet er i hovedsak utført ved Institutt for kjemisk prosessteknologi, NTNU; seks måneder tilbrakte Aartun som gjesteforsker ved Forschungszentrum Karlsruhe. Hovedveileder har vært professor Anders Holmen, og førsteamanuensis Hilde J. Venvik har vært medveileder. Arbeidet er finansiert av Norges forskningsråd og Institutt for kjemisk prosessteknologi, NTNU.

Ingrid Aartun er sivilingeniør i kjemisk prosessteknologi (2001) fra Fakultet for kjemi og biologi, NTNU, og har disputert for graden dr.ing.