Makalös manick omvandlar diesel eller bensin – till el
Dagens personbilar är ineffektiva på grund av sina bensinmotorer. Faktum är att bara 20 procent av den energi som finns i bensinen används för att driva bilen framåt, resten blir värme. Men tänk om man kunde konstruera en "manick" som klarar att omvandla bensinen till el? Vad skulle det få för konsekvenser för effektiviteten, priset och miljön?
Dieselmotorer är mer effektiva än bensinmotorer, men producerar även de mest värme – särskilt om motorn måste gå mycket på tomgång. Tomgångskörning av lastbilar blir allt vanligare eftersom en större del av lagret befinner sig på lastbilar på grund av att den så kallade “just-in-time”-principen används.
Ett exempel är kyltransporter av till exempel livsmedel med hjälp av lastbil. Motorn körs ofta på tomgång för att generera el som i sin tur används av lastbilens kylsystem. Då blir bara två procent av energin i dieseln el.
Den här ineffektiva användningen av bensin och diesel leder till onödigt stora utsläpp av koldioxid, något som i sin tur bidrar till växthuseffekten.
Jonas Hedlund och Jonas Lindmark vid Luleå tekniska universitets avdelning för kemisk teknologi tänker utveckla en effektiv liten “manick” som tillverkar omkring tio kW (motsvarar 13 hästkrafter) el ur en del av bränslet.
– Effektiviteten blir mycket högre än för dagens system och minskar därför utsläppen av koldioxid. Elen kan användas för att driva alla lastbilens elsystem, exempelvis kylsystemet, eller användas av elmotorer för att driva en personbil – särskilt om personbilen kompletteras med någon extra kraftkälla som batterier, säger Jonas Hedlund.
– Vår manick kommer att använda sig av tre kemiska reaktioner för att omvandla bränslet till vätgas. Vätgasen leds sedan till en bränslecell som alstrar el. Den första reaktionen, partiell oxidation, användes tidigare för att driva bilar med hjälp av gengas. De andra reaktionerna, ångreformering och kolmonoxidkonvertering, gör att vätgas bildas. Bränsle, vatten och luft blandas och värms upp av den partiella oxidationen, sedan sker reaktionerna som bildar vätgas och då får man en blandning av kväve, koldioxid, vätgas och vatten.
Det finns dock ett problem som måste lösas.
För att manicken ska bli liten och kunna användas i en bil eller lastbil måste reaktionerna gå snabbt och då måste temperaturen vara hög, helst 450 grader C. Men vid höga temperaturer blir inte reaktionen fullständig utan begränsas av det som kallas kemisk jämvikt.
– Ett sätt att komma runt detta problem är att ta bort den vätgas som bildats med ett filter som bara släpper igenom vätgas. Sådana filter finns i dag bara i forskningslaboratorier, säger Jonas Hedlund.
Avdelningen för kemisk teknologi vid Luleå tekniska universitet är världsledande inom detta område och har utvecklat mycket bra membran av molekylsikt. Med dessa är det möjligt att skilja olika molekyler från varandra genom filtrering.
Den stora fördelen med molekylsiktmembran jämfört med andra typer av membran är att de kan vara selektiva och att de tål höga temperaturer och tryck.
Genom att montera in ett sånt membran i reaktorn där reaktionerna sker undviks alltså problemet med kemisk jämvikt och reaktorn (manicken) kan göras liten.
Forskningsprojektet bakom “manicken” har fått namnet Innovativ bränslecell – reformer för lastbils-APU och finansieras av Statens energimyndighet.
En mycket effektiv APU-enhet (manick) ska tas fram genom ett samarbete mellan Luleå tekniska universitet, Chalmers tekniska högskola, Kungliga tekniska högskolan och Volvo.
Molekylsiktmembranet ska utvecklas i Luleå, Chalmers ska göra en del mätningar för att stödja arbetet här och dessutom göra simuleringar av reaktorn. KTH:s uppgift är att förbättra den katalysator som används vid reformeringen och också Volvo kommer att göra simuleringar av systemet för att stödja arbetet i Luleå.
– På lång sikt kan tekniken med ångreformering och bränslecell också ersätta dagens förbränningsmotorer i samtliga fordon. I princip kan vilket bränsle som helst användas, vilket leder till att nettoutsläppet av koldioxid försinner helt om ett förnyelsebart biobränsle som till exempel etanol används, säger Jonas Hedlund.
Avdelningen för kemisk teknologi vid Luleå tekniska universitet har nyligen beviljats 1,8 miljoner kronor för projektet som löper under tre år. Docent Jonas Hedlund är projektledare och Jonas Lindmark kommer att anställas som doktorand i projektet.
Upplysningar: Docent Jonas Hedlund, tel. 0920-49 21 05, jonas.hedlund@ltu.se eller universitetets pressansvariga Lena Edenbrink, tel. 0920-49 16 22, 070-679 16 22 eller lena.edenbrink@adm.luth.se
