Forskningsprojekt: Ny teknik inom energilagring av förnybara energikällor

Madeleine Fridell har erhållit medel från Kulturlandskapets forskningsstipendium 2019 till sitt projekt.

Projektet demonstrerar hur ny teknik inom energilagring av förnybara energikällor kan appliceras i framtidens hållbara städer. En fysisk prototyp är under konstruktion för ett energiproducerande offentligt skärmtak där solenergi produceras och lagras i form av vätgas.

Projektet är ett tvärvetenskapligt projekt på 60 hp som skrivs på Institutionen för Teknisk fysik (30 hp) samt Institutionen för Arkitektur och samhällsbyggnad (30 hp) på Chalmers Tekniska Högskola i Göteborg. Medel från Kulturlandskapets forskningsstipendium har beviljats och projektet kommer att slutföras under våren 2020.

Tekniken med vätgas som energilagring innebär att på ett effektivt sätt kunna lagra förnybara energikällor sol, vind och vatten. Prototypen använder sig av ”artificiell fotosyntes”, som liksom naturens löv omvandlar solenergi från sol och vatten. I den kemiska processen separeras vattenmolekyler (H20) genom elektrolys till dess beståndsdelar vätgas (H2) och syrgas (O2). Vätgas är naturens sätt att lagra energi, och den visar stor potential inom området energilagring av förnybara energikällor. Vätgas är precis som elektricitet en energibärare där dess främsta egenskaper att den är lätt att lagra och transportera. Vätgas i reaktion med syre omvandlas sedan till energi och vatten (vilket sker i bränsleceller), som möjliggör energiomvandling utan utsläpp av koldioxid, där endast rent vatten bildas som restprodukt. Med hjälp av vätgas kan förnybar energi (sol, vind och vatten) lagras på ett effektivt sätt, vilket idag ses som den stora utmaningen när det gäller förnybara energikällor. Detta möjliggör användningen av förnybara energikällor i länder där solinstrålningen inte är konstant över hela året, samtidigt som användningen av fossila bränslen kan minska.

I prototypen, storlek ca 2×2 m, fångar takstrukturen upp regnvatten genom ett flexibelt och transparent plastmaterial. Vattnet leds vidare till en elektrolysör som genom spänningen från solen separerar vatten till vätgas och syrgas. Solenergin fångas upp med hjälp av organiska transparenta solceller, som är placerade på takstrukturen. När vätgasen bildats skall den fylla upp en uppblåsbar struktur där den lagras, innan den vid behov används som energikälla. På grund av vätgasens låga densitet lyfts gasstrukturen upp och håller upp taket. När vätgas används som energikälla (antingen som den är i form av vätgas, eller genom omvandling till el), sjunker takstrukturen ihop igen. Takets struktur förändras i takt med att energi produceras och konsumeras. Prototypen visar hur vatten och sol omvandlas till energi, och sedan lagras i form av vätgas till dess att den används.

/ Madeleine Fridell