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: De skapar världens första ligninanläggning för biodrivmedel

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: Blyfria solceller på gång i Linköping

– 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: Trädens löv kan ge energi

– 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
Startsidan just nu

Kaffe värmer fjärrvärmenätet

Ska utveckla självtränande AI för smarta fabriker

Unibap arbetar fram ett verktyg på området.

Följ ditt beställda stål digitalt

Domen mot Nordkalk fastställd

De skapar världens första ligninanläggning för biodrivmedel

Preem och RenFuel undersöker, att i samarbete med Rottneros, uppföra världens första ligninanläggning för biodrivmedel vid massabruket i Vallvik, Söderhamn. Anläggningen beräknas producera en årlig volym om 25-30 000 ton lignin och vara färdigställd till 2021.

Bolidens tillstånd kan påverka vattenfabrik

Nyhetsbrev

Ny samverkansarena ska lyfta branschen till toppen

Arkiv

De skapar ”gröna batteriet” i energisystemet

Vattenkraften, tillsammans med Litium-jonbatterier, ska bli det ”gröna batteriet” i energisystemet samtidigt som spillvärme tillförs i fjärrvärmenätet från batteriproduktionen.

Undersökning bekräftar - standarder positivt för tillväxt

En nyligen genomförd nordisk studie visar att standarder är starkt kopplade till BNP-tillväxt och arbetsproduktivitet.

Världens snabbaste process för lackarbeten

Öl bryggd på avloppsvatten

EU mångmiljonsatsar på bioflygbränsle

EU satsar 13,9 miljoner euro på att ta fram storskalig produktion av bioflygbränsle och biobensin. Målet är att projektet ska resultera i en mängd bioraffinaderier över hela Europa, som kan använda rester från skogsindustrin till att producera biobränsle.

Volvos gjuteri i Skövde förnyas

Lyckad miljösanering med grönlutslam

Eyetrackingföretag ska ge metallindustrin nya medarbetare

Små företag måste börja automatisera

Rekordår för SMC Automation

Återvunnen asfalt på dansk motorväg

Excellenta tider för Axelent

Avbryter vindkraftsprojekt

Vinner University Steel Prize 2018

Sergi Parareda Oriols innovativa forskning om utmattningshållfastheten i skurna kanter i höghållfast stål slog högst.

Sydafrikanskt intresse för svensk miljöteknik

Bygget snart klart - kan revolutionera stålindustrin

Bygget av världens första anläggning för förnybar energigas till stålindustrin växer fram i Höganäs, något processnet.se tidigare rapporterat om. Nu närmar sig invigningen och många är intresserade av teknikens möjligheter.

De delar resurser, energi och utrustning

170 000 ton koldioxid, 750 ton fosfat och 190 ton svaveldioxid. Det har ett industrinätverk utanför Norrköping besparat miljön årligen genom så kallad industriell symbios.

Hexagon stärks inom kvalitetskontroll

Genombrott på indisk elmarknad

Gå in i din nya fabrik med hjälp av VR

Blir ny VD inom Hydroscand

Yaskawa skapar miljövänlig energidivision

Programvara för robotsensorer

Omstart för Gränges i Arkansas

3D ger effektiviserad tillverkning

Fanuc sätter upp ett nytt nordiskt huvudkontor i Malmö

Flexibelt uv-härdande lim

Kompaktare robotcell för svetsning

Ökad efterfrågan på återvunnen kimrök

Se alla Företagens egna nyheter

Rätt matchning ger enastående lagarbete

Möt Agaria på Elmia Produktionsmässor 15-18 maj i Jönköping!

RS Components utökar RS Pro-sortimentet av test- och mätinstrument

Nya logikmoduler konfigureras via användarvänligt webbgränssnitt

RS Components presenterar två nya serier med strömförsörjningar från RS Pro

RS Components tillkännager distributionsavtal med IDEC för tillgång till industriella komponenter

Lägre livscykelkostnad och ökad hållbarhet

Utökat samarbetsavtal mellan Abracon och RS Components

RS Components lanserar DesignSpark Pmod-adapter för Raspberry Pi

RS Components offentliggör lanseringen av ett kompakt industriellt Ethernet-kontakdon från Hirose

RS Components utökar sortiment med pekskärmar för industriell automation

RS Components utökar sortimentet av kontaktdon och kablar i RS Pro-sortimentet

RS Components presenterar nya industriella läsare för RFID-taggar

Med lanseringen av DesignSpark Safety förenklar RS Components riskbedömning vid maskinutveckling

RS Components tar prisvärda värmekameror till nästa nivå med nya FLIR ONE® Pro

RS stöder uppstartsföretag som ger spädbarn och småbarn tillgång till bionisk protesteknik

RS Components presenterar innovativa Fluke-testare som mäter spänning utan testledningar

Den nya generationen mini-PLC:er från Barth är nu Arduino-kompatibla

RS Components utökar RS Pro-sortimentet med IP50- och IP65-klassade AC-växelriktare och tillbehör

RS Components tillhandahåller kompletta konfektionerade kablar från Molex

In i molnet enkelt och säkert med Beckhoff IoT

Sänd till en kollega

0.185