Första bränslecellen som drivs av lignin är här

| Av Magnus Lilienström | Tipsa redaktionen

Forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet har tagit fram en bränslecell som drivs av billigt lignin, en av de vanligaste biopolymererna som också är en biprodukt vid tillverkning av pappersmassa.

Träd består till 25 procent av lignin - en biopolymer som limmar samman cellulosafibrer så att det blir till starkt och hållfast trä. Vid kemisk massatillverkning löses ligninet upp i en sulfat- eller sulfitprocess eftersom det är cellulosan man vill komma åt. Lignin är billigt och lätt tillgängligt. Biopolymeren lignin består av ett stort antal sammanflätade kolväten som i en industriell process kan delas ner i energirika bensendioler. En av dessa, katekol, utgör sju procent av ligninet. Det är en typ av molekyl som forskarna i organiska energimaterial vid LiU, under ledning av professor Xavier Crispin, har upptäckt är ett utmärkt bränsle i en bränslecell.

Läs också: Bindemedel från skogen i framtidens asfalt

I en traditionell bränslecell är bränslet oftast vätgas som reagerar med luftens syre. Den kemiska energin omvandlas i bränslecellen till el (elektroner), vatten och värme. Så mycket som 96 procent av den vätgas som produceras i världen idag kommer från icke förnybara källor och ger upphov till utsläpp av koldioxid. Även etanol eller metanol används som bränsle, men även här blir biprodukten koldioxid. Elektroderna, nödvändiga för att dra till sig de flyende elektronerna, består oftast av platina, som både är dyrt och sällsynt.

När de aromatiska bensendiolerna i ligninet används som bränsle fungerar dock inte metallelektroder eftersom reaktionen är lite mera komplex. Istället använder forskarna den populära ledande polymeren PEDOT:PSS som elektrodmaterial. Polymeren har den intressanta egenskapen att den är elektriskt ledande samtidigt som den har ett överskott av protoner och leder därför både elektroner och protoner.

– PEDOT:PSS fungerar som en perfekt katalysator för reaktionen med bensendioler, som katekol, säger Xavier Crispin.

Den kemiska energin i bränslecellen omvandlas här till el utan att bilda koldioxid.

Läs också: LignoCity ger Sverige försprång inom bioekonomi

– När ett bränsle som etanol används i en bränslecell brukar man säga att klimatpåverkan är noll eftersom koldioxiden ingår i ett kretslopp. Etanol anses därför vara ett grönt bränsle. I vårt fall kan vi tillverka el utan några som helst utsläpp av koldioxid, vilket gör det till ett supergrönt bränsle. Tekniken är dessutom både billig och skalbar, säger Xavier Crispin.

De är inte heller många forskargrupper som har studerat PEDOT:PSS som elektrod- och katalysatormaterial.

– Det finns en fundamental okunskap kring PEDOT:PSS inom elektrokemin, konstaterar Xavier Crispin, stolt över Canyan Che, doktorand, och Mikhail Vagin, förste forskningsingenjör, som är de i gruppen som i huvudsak har arbetat med bränslecellen.

Enligt forskarnas beräkningar ska mängden el bränslecellen producerar ligga i samma storleksordning som dagens etanol- eller metanoldrivna bränsleceller.

Läs också: De skapar världens första ligninanläggning för biodrivmedel

– En effektiv metod att framställa katekol ut ur lignin finns i dag och vi är först i världen med att demonstrera en bränslecell som drivs av bränsle från skogsråvaran lignin, konstaterar Xavier Crispin.

Det som återstår är att förbättra och optimera funktionen.

Resultaten har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Advanced Sustainable Systems.

Forskningen, som är en del av Digital cellulosa Center, finansierat av Vinnova och ingår även i regeringens strategiska satsning på Avancerade funktionella material, AFM, vid LiU.



Håll dig uppdaterad med Process Nordic
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Inläggen nedan modereras inte i förväg och omfattas därmed inte av webbplatsens utgivningsbevis.
Startsidan just nu

Utforska gruvan virtuellt

Var du än befinner dig i världen ska du kunna gå ner i den virtuella underjordsgruva som forskare vid Luleå tekniska universitet skapat. Du är tusen meter under jord och kan självständigt röra dig mellan schakt och gångar.

Rekordnivåer för vindkraft

Han blir chef för Metsä Board Husum

Industriell vattenhantering – en fråga om överlevnad

Fem motorer går på högvarv och pumpar 23 000 liter vatten per sekund vardera. 12 år tog projektet som nyligen stod klart tack vare imponerande ingenjörskonst. Med hjälp av industriell vattenhantering har man fått bukt med vattenkrisen i Telangana, en delstat i södra Indien.

Plus

Stora Enso:s VD - vurmar för innovativa lösningar

Karl-Henrik Sundström rekryterades för sex år sedan som chef för den svenskfinska skogskoncernen. Uppdraget var att utveckla verksamheten, med ny teknik och nya produkter och stärka ekonomin. Och det har gått bra för Stora Enso på senare år.

Rapsolja sänker utsläppen

Nyhetsbrev

Roboten fixar käket – med precision

Arkiv

Höganäs renar vatten

Höganäs AB meddelar att miljöskyddsmyndigheten i Kalifornien, EPA California, har utfärdat ett villkorligt godkännande för en processlösning för rening av dricksvatten från föroreningar.

Sydafrikansk gruva växer med svensk utrustning

Gruvmaskin i glaslabyrint

”Kör inte lastmaskin i glashus” är ett motto som Sandvik högaktningsfullt struntade i när företaget ville visa vad deras självkörande fordon går för.

De ska hitta framtidens stål-id

Slarv orsakar dioxinbränder

Fler bioraffinaderier höjer inte pris på råvaran

Trots att antalet bioraffinaderier blir fler behöver det inte betyda att priset på bioråvara pressas upp, visar ny forskning.

AR och VR blir snart vardagsmat

Höganäs VD i exklusiv intervju

Att säga att det är mycket på gång hos Höganäs är nästan en underdrift, det händer mycket både i bolagets svenska anläggningar i Höganäs och Halmstad men även internationellt.

1000 ingenjörer sökes!

Förtydligande från Energimyndigheten om biogas

Innovation på G i pappersprocessen

Våga testa nya verkligheter

Augmented och virtual reality eller AR och VR är begrepp som får allt större genomslag ute i industrin även om det är många som fortfarande står som frågetecken. Process Nordic reder ut begreppen.

Mässor som lockar stora som små

Trots ett ovanligt intensivt mässår är intresset för Scanautomatic och Processteknik, på Svenska Mässan i Göteborg i oktober, stort.

Satsar på etanolproduktion i Rumänien

Clariant investerar 100 miljoner euro i en fabrik för produktion av cellulosaetanol från jordbruksrester i Craiova-regionen i Rumänien.

30 miljoner för ökad tillgång på biomassa

Hämtar pris i Tokyo

Plus

Stora förhoppningar på Testa Center

Ingår samarbetsavtal kring pumpar

Fiskeby Boards nye VD

Trävaror och energi går bra hos Holmen

Hon bli ny platschef på Skoghalls bruk

Domsjö fabrikers nya produkt kan göra korvskinn av trä

Siemens i affär värd en halv miljard

Climeon etablerar filial på Island

Nu är gruvan igång

Mer än 1000 MW i vindkraftskapacitet

Han blir ny fabrikschef för SCA:s pappersbruk

Se alla Företagens egna nyheter

RS Components lanserar podcasten History Makers

Scanautomatic 2018

Nivåvakt och kontinuerlig nivåmätare- JUMO NESOS

Besök JUMO på VA-mässan i Jönköping, 25-27 september

RS Components utökar sortimentet med pneumatiska RS Pro-enheter

AxFlow ställer ut på VA-mässan 25-27september 2018

RS Components presenterar industriella videoskop för inspektion av utrustning

IO-Link-konverter för RS232-apparater

AxFlow AB och Pichano Husum AB ingår samarbetsavtal för Nash pumpservice i Sverige

Industrikamera

Skyddslock för inbyggda givare

IoT-utvecklingssats från RS Components är klar att anslutas till avancerad molntjänstplattform

RS Components lagerför nu den senaste versionen av HARTING PushPull-kontaktdon för industriell miljö

Mer ljusintensitet även med diffust ljus

RS Components presenterar branschens första IP54-klassade IIoT-utvecklingssats från HARTING

Träffa AxFlow på Euro Expo Umeå 29-30 Augusti 2018

PB-Qone - Unikt Profibus instrument.

RS Components presenterar en ny serie med värmekameror för underhåll från Fluke

RS Components avtal med Zerynth förstärker partnerskapet och utökar DesignSparks IoT-kapacitet

RS Components presenterar nytt trådlöst tillbehör att använda med PELTOR-hörselskydd

RS Components blir Glenairs digitala distributionspartner

RS Components lanserar kontaktdonen MUO 2.5 från Molex för elektrisk utrust...

Mångsidig digital indikator med LC-display- JUMO diraVIEW

RS Components lanserar en global designtävling för att ge upphov till en ny...

RS Components säljer datasäkerhetsprodukter för att hjälpa företag med GDPR...

Sänd till en kollega

0.234