Materialteknologi

Levende hydrogenmiljø på IFE

«Hydrogensamfunnet» er en visjon om et energisystem basert på fornybare energikilder og med hydrogen som en sentral energibærer. For å realisere denne visjonen må det produseres hydrogen på en bærekraftig måte, hydrogenet må kunne lagres og det må foreligge kunnskap om hydrogen som en del av energisystemet. På IFE foregår det aktiviteter innen alle disse feltene.
Kontakt

Ulleberg, Øystein

Forskningsleder

 

Søker du på «Hydrogen» på IFEs websider får du opp 424 treff. Instituttet har forsket på hydrogen siden 1955 så IFEs historie på dette området er både lang og imponerende. IFE har fortsatt «verdensrekorden» i hydrogenpakking som ble satt i 1999. Det gjelder lagring av hydrogen i metallhydrider. I dag er ca.12 forskere involvert i ulike hydrogenprosjekter og IFE leder FME-senteret MoZEES (Mobility Zero Emission Energy Systems eller Senteret for nullutslipp i transportsektoren). MoZEES har 40 partnere fra forskning og næringsliv, bl.a NTNU, UiO og Elkem og er sikret finansiering inntil 8 år.

Hydrogen fyllestasjon. Åpning FME MOZEES høsten 2017

Direktør for FME-senteret Mozees og IFEs hydrogenekspert, Øystein Ulleberg bistår Samferdselsminister Ketil Solvik-Olsen med fylling av hydrogen ved IFEs hydrogenanlegg ved Lillestrøm. Foto Mona L. Ramstad

Hydrogenproduksjon

Allerede i 2001 fikk IFE innvilget midler til utviklingen av ZEG-konseptet (hydrogen- og elproduksjon med CO2-fangst). I dag fortsetter utviklingen av konseptet gjennom IFE-selskapet ZEG Power. IFE har i dag flere samarbeidsprosjekter med ZEG Power om hydrogenproduksjon fra natur- eller biogass med CO2-fangst. ZEG-konseptet kombinerer samtidig elektrisitet- og hydrogenproduksjon. Konseptet har en total virkningsgrad på hele 80%. Arbeidet med hydrogenproduksjon foregår i hovedsak i avdeling Miljøteknologi med Faggruppeleder Julien Meyer som hovedansvarlig.

Dersom hydrogenproduksjonen er basert på fornybar energi blir energisystemet virkelig bærekraftig. IFE er også involvert i slike prosjekter. I et prosjekt som ble fullført av forsker Pernille Seljom ved avdeling Energisystemer i begynnelsen av 2016, ble det vist at hydrogenproduksjon fra småkraftverk kan være hensiktsmessig i et oppstartsmarked for hydrogen. Prosjektet ble gjennomført ved et småkraftverk ved Nitelva i Akershus.

Hydrogenlagring

Pulver til batterier fremstil i IFEs lab. HydrogenlagringUtvikling av nye materialer til bruk i batterier er et satsingsområde på IFE. Foto Mick Tully

IFEs fysikkavdeling har i flere ti-år hatt en internasjonal posisjon innen hydrogenlagring i metallhydrider. Avd.sjef og professor Bjørn Haubach er en faglig nestor på området og har ledet en rekke internasjonale prosjekter. I dag er forskningsaktiviteten på lagring i metallhydrider redusert, men kompetansen er fortsatt sterkt til stede. Seniorforsker og Professor Volodymyr Yartys og Faggruppeleder Jan-Petter Mæhlen, begge ved avdeling Ensys, er to andre forskere på IFE som har inngående kompetanse innen hydrogenlagring. I dag er mye av lagringsproblematikken konsentrert om forskning på batterier og bruk av materialer. Batteriforskningsmiljøet består i dag av flere forskere og er i vekst bl.a ved at et nytt selskap som har etablert seg på IFEs område samarbeider tett om utvikling av nye materialer til batteriproduksjon. Seniorforsker Preben Vie og forsker Hanne Flåten er sentrale personer her.

Energisystemanalyse

For å ta inn fornybar energi og hydrogen i energisystemet er det avgjørende med en overordnet forståelse av hvordan de ulike energiformene utfyller hverandre. Solen skinner ikke alltid og det kan være vindstille. Hvor stor hydrogenlagringskapasitet er det da behov for? Hvordan skal hydrogen introduseres i energisystemet? Hva med bioenergi? Hvordan utvikler forbruksmønsteret hos sluttbrukerne seg? Slike og tilsvarende spørsmål forsøker IFEs forskere å svare på.

IFEs tradisjoner innen energisystemanalyse går langt tilbake. I 1984 fikk Instituttet et oppdrag fra Olje- og energidepartementet innen energieffektivisering. Det viste seg at industrien ikke var bevist sin egen energibruk. Etter kort tid etablerte IFE «Bransjenettverket» som etter hvert bestod av nærmere 1000 bedrifter. Disse kunne sammenligne sin energibruk med tilsvarende bedrifter andre steder. Bransjenettverket gjorde industrien bevisst på sin egen energibruk og dermed en mulighet for å effektivisere. Nettverket ble senere kopiert av en rekke land.

IFEs avdeling for Energisystemanalyse har i flere ti-år levert analyser til norske myndigheter og til internasjonale organ som f.eks IEA. I dag er det fire forskere i avdelingen som jobber med systemanalyse og hvordan hydrogen kan fases inn i energisystemet; Kari Aamodt Espegren, Arne Lind, Eva Rosenberg og Pernille Seljom.

Hydrogensystemer

IFEs forskning på hydrogensystemer skjer både gjennom FME-senteret MoZEES og ved hydrogenlaboratoriene på IFE HyNor. MOZEES-senteret arbeider spesielt med energi til transport og det utvikles teknologi for bruk av hydrogen og batterier til transport, både på land og til sjøs. Samtidig arbeides det med virkemidler og forretningsmodeller. Forskningsleder ved IFE Øystein Ulleberg er direktør for Mozees.

I tillegg har IFE et utstrakt samarbeid med industrien. Det pågår flere store prosjekter, med tunge industrielle aktører både innen landbasert industri og sjøtransport.

Preben Vie i batterilab Mange ulike laboratorier trengs til IFEs ulike hydrogen og batteriforskning. Foto Mick Tully

Brenselceller

IFEs teknologifokus innen brenselceller og hydrogen er på lavtemperatur PEM (protonledende membraner) brenselceller, alkalisk og PEM vannelektrolyse og metallhydrider for lagring av kompresjon av hydrogen.   I det siste har det også vært et særskilt fokus på hybridisering med Li-ion batterier. Det foregår også hydrogensystemaktiviteter på IFE relatert til høytemperatur fastoksid brenselceller (SOFC) og hydrogenproduksjon vha. reformering. Forsker Fredrik Aarskog og Preben Vie er de på IFE som ser spesielt på brenselsceller.

I tillegg til de aktiviteter som er presentert ovenfor har også IFE et par mindre prosjekter innen målesystemer for hydrogen.

 

Eget testsenter for hydrogenteknologi

IFE Hynor  (tidligere Hynor Lillestrøm AS)er et testsenter for hydrogenteknologi,med fokus på FoU innen hydrogenproduksjon (reformeing eller vannelektrolyse) og brenselceller . IFE Hynor omfatter bl.a et anlegg for hydrogenproduksjon og en fyllestasjon for hydrogenbiler. Det bygges nå opp et nytt laboratorium for testing av lavtemperatur hydrogendrevne brenselcellesysteme, som en del av en ny nasjonal forskningsinfrastruktur.  I testsenteret kan selskaper få testet ut ulike hydrogen- og brenselcelleteknologier og systemer. f.eks for hydrogen i maritimt.

 

IFE er klare for å løfte Norge inn i hydrogensamfunnet

Regjeringen varslet i den siste energimeldingen at den vil utarbeide en hydrogenstrategi. Norge har gode forutsetninger for å ta i bruk hydrogen som en del av energisystemet. IFE ønsker dette velkommen og ønsker å bidra til å realisere en gammel drøm om hydrogen som en del av det fremtidige 0-utslippssamfunnet.

2017-11-08 Viktor A. Wikstrøm jr.