Köra på väte men tanka metanol

Bränslecellsbilen Toyota Mirai, som Ding Ma vid Peking University avser konvertera till metanol. Metanolen reformeras sedan katalytiskt till väte före bränsle-cellen. En metanoltank på 50 liter beräknas ge räckvidd på 690 km.

Problemet med väte till bränslecellsdrivna bilar är att vätes kemiska och fysikaliska egenskaper gör en mobil applikation svår, dyr samt farlig från skyddssynpunkt. Väte är universums minsta molekyl och läckage är oundvikligt. I ett slutet rum som bilens personutrymme är det stor risk för bildning av högexplosiv knallgas.

Genom att använda metanol som vätebärare (en liter metanol vid normaltryck och -temperatur innehåller mer väte än samma volym flytande väte vid minus 253 ^oC alternativt 700 bars tryck) pågår ett arbete vid universitetet i Peking att katalytiskt frigöra väte från metanol och på så sätt kunna driva en vätebränslecell.

Forskarlaget leds av Ding Ma och enligt Chemical & Engineering News March 27, 2017 har man nått genombrott med en ny katalysator. Atomiskt fördelad platina över partiklar av molybdenkarbid driver den effektiva reformeringen av metanol och vatten till att bilda H₂ ca fem gånger effektivare än tidigare bästa sätt med ruthenium-katalyserad dehydrering utvecklad vid universitet i Rostock. Dessutom är Pekings nya katalysator Pt/MoC (platina/molybdenkarbid) billigare och lättare att recirkulera än Rostocks ruthenium-katalysator.

Ding Ma vid Pekings Universitet räknar med att en 50 liters tank med metanol och katalysator med 6 till 10 g platina kan nå en körsträcka på 690 km. Metanol till detta skulle kosta ca $15. Platina skulle kosta ca $320 men den kan som sagt recirkuleras.

Risk för knallgas i bilars slutna passagerar-utrymmen är ett mycket allvarligt problem. Däremot är risken för knallgasexplosion försumbar vid infrastrukturens vätemackar, eftersom de lätta vätemolekylerna raskt försvinner ut i atmosfären. Där blir de så gott som omedelbart oxiderade till vattenånga av luftens syre utan att koncentrationen hunnit uppnå knallgaskaraktär.

År 1937förstördes den vätefyllda zeppelinaren Hindenburg av en explosionsartad brand vid förtöjningen i Lakehurst, New Jersey. Först fick vätet skulden för brandens uppkomst. Den verkliga orsaken till branden var emellertid den brandfarliga lack som luftskeppets ytterhölje var målat med. Lacken antändes av elektrostatiska urladdningar. Sedan gjorde vätet att hela skeppet brann upp på mindre än 30 sekunder.

I en bil förekommer elektrostatiska urladdningar, utan att vi ens märker det, t ex när man glider över bilsätet. Det och en vanlig elektronisk apparat som en mobiltelefon kan ge antändning om vätets koncentration i luften är över 4 %. Minimienergin för antändning är då nämligen 20-falt mindre än för antändning av bensinångor.

Sådana säkerhetsaspekter gör det ytterst angeläget att Ma Ding vid universitet i Peking lyckas i sin forskning att reformera metanol till väte före bränslecellen i Toyota Mirai.

Att priset på denna nu miljondyra bil därmed kunde mer än halveras är ju heller inget fel

J-G Hemming