Brint og brændselsceller

Størrelse: px
Starte visningen fra side:

Download "Brint og brændselsceller"

Transkript

1 Brint og brændselsceller

2 Af lektor Jens Oluf Jensen, lektor Qingfeng Li og professor Niels J. Bjerrum Vores energisystemer er i dag helt overvejende baseret på fossile brændsler som olie, gas og kul. Der er langt fra enighed om, hvor længe reserverne varer, men der er nok ingen, som forestiller sig, at disse resurser varer evigt. Mere og mere peger desuden i retning af, at global opvarmning og drivhuseffekt for en stor del er en konsekvens af menneskets aktiviteter, primært vores udledning af CO 2. Vi har altså al mulig grund til at se os om efter nye og mere bæredygtige energiteknologier. Et fremtidigt energisystem kan være sammensat af mange forskellige komponenter, men en hjørnesten bliver sandsynligvis brændselscellen, der kan producere strøm uden anden udledning end vand. Hvad er en brændselscelle? En brændselscelle er en elektrokemisk energiomsætter, der direkte omdanner kemisk energi i et brændsel til elektrisk energi i en ledning. En brændselscelle arbejder i princippet som et batteri, men i modsætning til et batteri løber den ikke tør for energi, og den skal derfor ikke genoplades. Dette er muligt, fordi brændselscellen konstant tilføres brændsel og forbrændingsluft. Den minder således om et kraftværk eller om motoren i en bil. En fordel ved brændselscellen er, at man opnår en større virkningsgrad end ved andre teknologier, altså at tabet ved omsætningen er mindre. I dag findes mange typer af brændselsceller, og fælles for dem alle er, at de virker bedst med gassen hydrogen (brint) som brændsel. Nogle typer kan tillige omsætte forskellige alkoholer eller kulbrinter. Hvis brændslet er ren hydrogen bliver det eneste udledningsprodukt rent vand, da den overordnede proces er, at hydrogen (H 2 ) reagerer med luftens oxygen (O 2 ) og danner vand: 2H 2 + O 2 2H 2 O + Energi Ved processen frigøres energi i form af elektrisk strøm og varme. Hydrogen kan også brændes af med en farveløs flamme, men konsekvensen bliver, at al energien omdannes til varme. Hvis cellen drives af carbonholdige brændsler som alkohol eller kulbrinter, dannes også CO 2. Når brændsler forbrændes, sker en oxidation ved hjælp af luftens oxygen. Oxygen modtager elektroner fra brændslet. Hvis brændslet er hydrogen, afgiver hydrogenatomerne én elektron hver og danner én positiv ion, H +. Denne ion betegnes en proton, da et hydrogenatom i al sin enkelthed består af en proton (kernen) samt en enkelt elektron. I praksis optræder hydrogen som et molekyle, nemlig H 2, og der afgives således to elektroner, og der dannes to protoner. Oxygenatomet modtager to elektroner, og da luftens oxygenmolekyler hver består af to atomer, kan det altså modtage fire elektroner. Den samlede proces bliver som beskrevet ovenfor, da hydrogen- og oxidioner tilsammen danner vand. Ved simpel forbrænding udvikles kun varme, så hvis den elektriske energi skal udvindes, må de enkelte elektronprocesser adskilles: 2H 2 4H + + 4e- og O 2 + 4e- 2O 2- Dette opnås ved at lade reaktionerne foregå på hver sin elektrode, der så samtidig kan opsamle strømmen. Figur 1 viser de forskellige molekyler, ioner og elektroners vej gennem brændselscellen. Mellem elektroderne er indskudt en elektrolyt, der er nødvendig i alle elektrokemiske celler af hensyn til ladningsbalancen. Der dannes positive ioner på anoden, og hvis disse ikke ledes væk, vil der øjeblikkeligt opbygges et elektrisk potential (spænding), der modvirker dannelse af flere ioner, og processen vil standse. Elektrolytten er ionledende, hvilket vil sige, at ioner kan bevæge sig igennem. Samtidig må den være isolerende for elektroner, da cellen ellers ville kortslutte. Brændselsceller kan fremstilles med protonledende eller oxidledende elektrolytter. På figur 1 er udgangspunktet en celle med en protonledende elektrolyt. Hvis elektrolytten var oxidledende, ville vandet dannes ved anoden, da hydrogen og oxygen i så tilfælde mødes der. Figur 1. Principskitse for reaktioner og massestrømme i en brændselscelle med en protonledende elektrolyt. Fra venstre kommer H 2 ind, oxideres til H + (afgiver elektronen til elektroden), transporteres gennem elektrolytten og reagerer med O 2, der samtidig modtager elektroner fra elektroden. Reaktionsproduktet er vand. Elektronerne bevæger sig i det ydre elektriske kredsløb, hvor den elektriske energi afl everes (her i en el-pære). e - H + O H 2 O 2 2 H + H + H + O 2 H 2 H 2 O 2 H + H 2 O H 2 e - e - Anode (negativ) Elektrolyt Katode (positiv) H 2 O e - Brændselscellens historie Udviklingen af brændselsceller går mere end 160 år tilbage i tiden, til Sir William R. Groves opdagelse i Den tekniske udvikling af brændselsceller startede derimod først for alvor kort tid efter 2. Verdenskrigs afslutning, hvor F.T. Bacon fra Cambridge University udviklede højtryksceller. Efterfølgende blev alkaliske- og polymerbrændselsceller udviklet i forbindelse med USA s rumprogrammer Gemini og Apollo. I 1970 erne skete der en vigtig udvikling inden for phosphorsyrebrændselsceller, og udviklingen af de to højtemperaturbrændselsceller carbonat- og fastoxidbrændselscellen blev intensiveret med henblik på brug i kraftværker. Udviklingen af Polymerbrændselsceller tog fart i 1980 erne, og på grund af forbedret ydelse samt drastisk reduceret pris og vægt blev bilfirmaer over hele verden særdeles interesserede i brændselsceller som et alternativ til de traditionelle forbrændingsmotorer i biler. Den vigtigste forskel på de forskellige celletyper er elektrolytten. Den skal som nævnt være ionledende en egenskab, der findes hos en række væsker og faste stoffer. Elektrolytten lægger derfor navn til cellen (se tabel 1), og elektroder og andet er tilpasset elektrolytten

3 Opbygning af en brændselscelle En brændselscelle er opbygget omkring elektrolytten. På hver side er elektroderne anbragt i direkte kontakt med elektrolytten, så de dannede ioner let kan ledes over til den modsatte elektrode. Elektroderne har en højt specialiseret struktur. På siden, der er i kontakt med elektrolytten, er pålagt et katalysatorlag. En katalysator får en kemisk proces til at forløbe lettere og hurtigere, uden at katalysatoren selv forbruges. Eksempelvis letter katalysatoren i en moderne bils udstødning omdannelsen af forurenende stoffer til mindre skadelige stoffer. Katalysatoren i en brændselscelle skal ligeledes smøre processen, så omsætningen bliver stor, og energitabene samtidig bliver mindst mulige. Metallet platin har gode katalytiske egenskaber og anvendes meget i brændselsceller. Platin er kostbart, men da det er tilstrækkeligt med et tyndt lag af ultrafine partikler (nanopartikler), kan forbruget begrænses, og platinkatalysatoren er således ikke den dyreste del af brændselscellen. Forbruget af platin (Pt) er dalet markant siden Gemini rumprogrammet i 1960 erne, hvor der blev anvendt 4 mg Pt pr. cm 2 elektrode. I dag bruges der typisk kun 0,5 mg Pt pr. cm 2 for katoden og 0,15 mg Pt pr. cm 2 for anoden. Til en brændselscelle på 50 kw (svarende til motoren i en lille bil) skal der således i alt anvendes ca. 35 g platin. Resten af elektroden er fremstillet af porøst materiale, så gasserne let kan strømme ind til katalysatoren, hvor processen foregår. Elektroden skal være elektrisk ledende, da den samtidig fungerer som strømopsamler. I selve brændselscellen består enheden af elektrolytten og de to elektroder. Denne sandwich fremstilles ofte som en samlet enhed, der ikke kan skilles ad. I polymerbrændselsceller, hvor elektrolytten er en polymer, kaldes den en MEA (efter engelsk: Membrane Electrode Assembly). Gasserne tilføres og fordeles over elektroden ved hjælp af gaskanaler i en særlig plade, der ligeledes er elektrisk ledende. Gaskanalernes dimensioner og fordeling på disse plader har stor betydning for gastilførslen og dermed cellens funktion. Figur 2 viser en typisk fysisk opbygning af en enkelt brændselscelle. Pakninger til forsegling af cellen er ikke vist på figuren, men disse har stor betydning i praksis, da de forhindrer hydrogen og luft i at blandes (blandes hydrogen og luft i det rigtige forhold dannes den meget eksplosive knaldgas). Det er både af hensyn til sikkerheden, at blanding ikke må forekomme, og fordi selv små interne lækager (cross over) resulterer i lavere cellespænding og dermed lavere ydelse. Kanalplade Katode (+) Elektrolyt Anode (-) Kanalplade Figur 2. Opbygning af den enkelte brændselscelle. Elektroderne (anoden og katoden) er adskilt af elektrolytten. Uden på sidder kanalpladerne, der har til formål at lede brint og luft (hvor ilten fi ndes i) til elektrodeoverfl aderne. Elektroderne er porøse, så gasserne kan trænge ind, og det dannede vand kan trænge ud. Spændingen på en enkelt brændselscelle er typisk på volt, lige tilstrækkeligt til at få en elektrisk pære til at lyse. Normalt anbringes mange celler i en serie, så der kan opnås højere spændinger. En sådan serie kaldes en stak, der ud over en brugbar spænding også giver en meget kompakt opbygning. Hvis en brændselscellestak eksempelvis skal anvendes i en bil, er der høje krav til både vægt og volumen. Det er i dag muligt at fremstille stakke, der fylder mindre end 1 liter pr. kw effekt. Det vil altså sige, at en brændselscelle til en lille bil (ca 50 kw) kan fremstilles, så den fylder mindre end 50 liter. Figur 3 viser skematisk stakning af celler som den i figur Figur 3. Flere celler forbindes i serie til en stak. Herved opnås en kompakt opbygning, og spændingen øges fra ca. 0,7 V til summen af de enkelte cellers spænding. I praksis skal der desuden tilføjes gasmanifolder (fælles forsyningskanaler) og kanaler til kølevæske, så temperaturen kan kontrolleres. Det nævnes ofte, at brændselsceller kan fungere uden bevægelige dele, men selve stakken kan dog ikke fungere helt alene. Luften skal blæses igennem, brændselstilførslen styres, og et eventuelt kølemedie skal cirkuleres. Nogle polymerbrændselsceller må have luften befugtet for at forhindre elektrolytten i at tørre ud. Dertil kommer det elektroniske kontrolsystem, der styrer og koordinerer de enkelte funktioner. Systemet uden om cellestakken kaldes balance of plant, og det er ligesom cellerne højt specialiseret. Det er eksempelvis afgørende, at pumper og blæsere ikke forbruger en stor del af den producerede strøm, og faktisk er det ved optimering muligt at begrænse dette egetforbrug til mindre end 5 % af produktionen. Der findes en række hovedtyper af brændselsceller, og de klassificeres efter den anvendte elektrolyt. Elektrolytterne kan være syrer, baser, smeltede salte, specialpolymerer eller faste keramiske materialer. Tabel 1 viser i oversigtsform de vigtigste typer med angivelse af respektive arbejdstemperaturer og mulige brændsler. Af tabellen ses, at celler, der arbejder ved høje temperaturer, kan omsætte flere typer af brændsler. Artiklens forfattere. Fra venstre lektor Jens Oluf Jensen, professor Niels Bjerrum og lektor Qingfeng Li

4 Celletype Elektrolyt Driftstemperatur Brændsel Kemisk Energi (Brændsel) Forbrænding Varme Kraft-varmemaskine Mekanisk energi Generator Elektrisk energi Alkalisk brændselscelle Vandig 20- C Hydrogen (AFC) kaliumhydroxid Polymer-brændselscelle Protonledende C Hydrogen, methanol (PEMFC) polymer Kemisk Energi (Brændsel) Brændselscelle Elektrisk energi Phosphorsyre-brændselscelle Phosphorsyre 200 C Hydrogen, methanol (PAFC) Smeltet carbonat-brændselscelle Smeltede 650 C Hydrogen, alkoholer, kulbrinter (MCFC) carbonatsalte Fastoxid-brændselscelle Iltionledende keramik C Hydrogen, alkoholer, kulbrinter (SOFC) AFC = Alkaline Fuel Cell, PEMFC = Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PAFC = Phosphoric Acid Fuel Cell, MCFC = Molten Carbonate Fuel Cell og SOFC = Solid Oxide Fuel Cell. Figur 4. Vejen fra den kemiske energi i et brændsel til elektrisk energi (strøm). Øverst den traditionelle teknologi med kraft-varmemaskiner. Nederst via en brændselscelle. Det er tydeligt ud fra illustrationen, at der er et kæmpe potentiale i brugen af brændselsceller, da der er færre trin og derved mindre energitab fra brændsel til elektrisk energi end ved brugen af den traditionelle teknologi med kraft-varmemaskiner. På verdensplan er effektiviteten af kraftværker drevet på fossile brændsler %, men som demonstreret i blandt andet Danmark kan den godt blive højere helt op til ca. 50 %. Desuden kan spildvarmen fra kraftværker anvendes til fjernvarme. For små forbrændingsmotorer som bilmotorer er effektiviteten %. Tabel 1. De vigtigste 5 typer af brændselsceller. Under navnene er deres forkortelser angivet i parentes. Hvorfor skal vi have brændselsceller? Forbrændingsmotorer og brændselsceller En varmekraftmaskine er en nødvendig del af konventionel fremstilling af elektricitet fra et brændsel. En forbrændingsmotor kører for eksempel på hurtige forbrændinger ved høj temperatur. Dette er et resultat af den kemiske energi, der frigøres ved afbrændingen af brændslet med oxygen fra luften. Motoren modtager varme ved høj temperatur (T 1 ), udnytter noget af varmen til at lave mekanisk energi og afleverer resten ved en lavere temperatur (T 2 ). En varmekraftmaskine kan ikke omdanne al den tilførte varme til mekanisk energi. Den teoretisk maximale energibrøkdel, der kan udnyttes, afhænger af indgangstemperaturen og udgangstemperaturen: Effektivitet = (T 1 -T 2 )/T 1, hvor T 1 og T 2 er absolutte temperaturer i grader Kelvin (processen kaldes også Carnot s-cyklus efter den franske ingeniør Carnot, som beskrev den i 1823). Denne ligning gælder for alle varmekraftmaskiner, for eksempel bilmotorer og kraftværker, og er den højst opnåelige omdannelse. I virkelighedens verden er der altid store tab, så den reelle effektivitet bliver langt mindre. Batterier og brændselsceller er elektrokemiske systemer, som omdanner kemisk energi direkte til elektrisk energi. Denne proces involverer ikke mekanisk energi og er ikke underlagt begrænsningerne i Carnot-cyklen. Derfor kan man opnå høj effektivitet selv ved lave temperaturer (figur 4). Udsnit af en stak. I udviklingsfasen er arbejdet med fremstilling af brændselsceller udpræget manuelt og kræver stor omhyggelighed

5 For hver liter benzin, der fremstilles, distribueres og forbruges, bliver der frigjort ca. tre kg carbondioxid (CO 2 ). I dag udledes der således mere end seks milliarder tons CO 2 årligt over hele jorden svarende til over et ton for hver person i verden. Der er efterhånden enighed blandt forskere om, at de store udledninger af drivhusgasser har en effekt på jordens klima, og beslutningstagerne er nu også begyndt at agere ud fra denne viden. Klodens naturlige drivhusgasser omfatter carbondioxid (CO 2 ), vanddamp (H 2 O) nitrogenoxider (NO x ), methan (CH 4 ) og ozon (O 3 ), men siden begyndelsen af den industrielle revolution i slutningen af 1700-tallet har ikke mindst carbondioxidindholdet i atmosfæren været markant stigende fra ca. 280 ppm (parts pr. million) til det nuværende niveau på over 360 ppm. De øgede mængder af drivhusgasser tillader indstråling og hæmmer udstråling af varme på samme måde som et drivhus. Der er derfor blevet øget fokus på energikilder, der kan føre til mindre CO 2 -udledning. Forurening Ønsket om ingen eller næsten ingen udledning har været en vigtig drivkraft i udviklingen af brændselscelleteknologierne. Indbyggede methanolreformere (danner brint af methanol) i biler kan reducere udstødningsgasserne ganske betydeligt som vist på figur 5. Et andet eksempel er en 1MW prototype naturgasfyret brændselscellestation. Udledningerne er listet i tabel 2 og sammenlignet med udledninger fra andre typer kraftværker. Figur 5. Emissioner fra en bil med en methanoldrevet brændselscelle sammenlignet med en benzindrevet bil, hvor emissionerne er sat til %. Med total methanolcyklus menes samlede emissioner for hele processen fra fremstilling over distribution og forbrug af methanol. Det ses, at emissioner af carbonmonoxid (CO), nitrøse gasser (NO x ) og fl ygtige organiske forbindelser (VOC, uforbrændt brændsel) er meget lavere for brændselscellebilen. CO 2 -emissioner kan ikke undgås, da det er restproduktet for brændslet, men tallet er halveret p.g.a. brændselscellens større effektivitet og dermed mindre brændstofforbrug (Emonts et al. J. Power Sources, 71, 288, 1998). Brændselscellestak med 40 celler bygget på Kemisk Institut, DTU, med den nye polymer PBI, der har driftstemperaturer på op til 200 C. De brede metalfarvede plader er køleplader til olie. Mellem hver køleplade fi ndes enheder med 4 celler. Størrelsen svarer til ca. 2 kw % % Oliereserver og drivhuseffekt Problemstillingerne omkring produktion og forbrug af eksempelvis olie er komplekse, og det er vanskeligt at vurdere præcist, hvordan prisen på de fossile brændstoffer udvikler sig i fremtiden. Reserverne af fossile brændstoffer er stadig store, men ikke desto mindre begrænsede, og der er en stigende enighed om, at verdensproduktionen af olie nok topper tidligt i dette århundrede. Dette vil med stor sandsynlighed medføre voksende oliepriser, og transportsektoren, som er mest afhængig af olie, vil blive ramt først og hårdest (mere om energiproblematik i kapitlerne Bæredygtig kemi i fremtiden og Brintpiller som energilager ) Benzinbil 0.1 Brændselscellebil Total methanolcyklus 1 1 CO VOC NO x CO

6 Fordele ved brændselsceller Der er flere fordele ved brændselsceller sammenlignet med den traditionelle måde at lave strøm på. Her opsummeres de vigtigste: 1) Som nævnt kan energitabet ved elektricitetsfremstillingen mindskes. Det betyder, at en bil kan køre længere på samme mængde brændstof. Hvis den primære energikilde til fremstilling af brinten er olie, vil olieforbruget (og dermed CO 2 -udledningen) således også blive reduceret. 2) Forureningen med NO x og sodpartikler forsvinder helt. En hydrogendrevet brændselscelle udleder kun rent vand, der oven i købet kan drikkes. 3) Selve brændselscellen fungerer uden bevægelige dele, og er derfor meget støjsvag. Der anvendes dog ofte pumper, blæsere eller luftkompressorer, der gør, at systemet som helhed ikke er helt lydløst, men ikke desto mindre væsentlig mere støjsvagt end traditionelle motorer. 4) Brændselsceller kan fremstilles i alle størrelser med nogenlunde de samme gode egenskaber. Det er en teknologi, der spænder fra under 1 W (en telefon) til mange MW (kraftværker). Ofte vil der være tale om modulære enheder, der kan sammensættes efter behag til forskellige samlede effektstørrelser. Ingen andre teknikker til elektricitetsfremstilling fra et brændsel er skalérbare i samme omfang. Teknologien i et kraftværk har som eksempel kun en brugbar virkningsgrad, når det er i MWstørrelse, og dieselmotorer kræver ligeledes en vis dimension for at opnå høj virkningsgrad. Generelt forurener små motorer forholdsvis mere end store motorer. Når brændselscellen sammenlignes med forbrændingsmotoren, er det naturligvis lidt skævt, da de to producerer henholdsvis elektrisk og mekanisk energi. Er behovet mekanisk energi, må brændselscellen derfor drive en elmotor, og er behovet elektrisk energi, må forbrændingsmotoren drive en generator. Anvendelser af brændselsceller Brændselsceller tænkes anvendt på tre områder: 1) Transportanvendelse 2) Stationær anvendelse 3) Bærbar anvendelse Forurening Gasfyret Oliefyret Kulfyret Brændselscelle SOx - 3,35 4,95 0,00005 NOx 0,89 1,25 2,89 0,031 Luftbårne partikler 0,45 0,42 0,41 0, Ref.: Appleby og Foulkes, Fuel Cell Handbook, van Nodtrand Reinhold, New York (1989). Tabel 2. Typiske udledninger fra forskellige traditionelle kraftværker i kg/mwh. Ud fra tabellen kan det ses, at en brændselscelle i dette eksempel udleder cirka.000 gange mindre SOx og luftbårne partikler og gange mindre NOx end de traditionelle kraftværker. Kanalplade fræset i grafit med gaskanaler og huller langs kanten

7 Polymerbrændselsceller er velegnede til alle tre kategorier. Tidligere regnede man med, at gennembruddet for polymerbrændselsceller ville komme inden for transportsektoren. I dag forventes det, at udviklingen først vil tage rigtigt fart inden for de stationære og bærbare brændselsceller, f.eks. i computere. I Danmark er der stor interesse for en stationær anvendelse i form af kombineret el- og varmegenerator i hjemmet. Fyringssæsonen er lang i Danmark, og når spildvarmen således kan udnyttes, bliver den samlede effektivitet meget høj. Fremtidens Hydrogensamfund Det er en spændende vision at basere fremtidens energisystem på hydrogen som energibærer. En energibærer adskiller sig fra en egentlig energikilde ved kun at bære energien i en periode. I dag er samfundet baseret på elektrisk strøm som vores energibærer. Strøm fremstilles af fossile brændsler (kul eller olie), vandkraft (i de norske fjelde), vind, sol eller muskelenergi (i en cykeldynamo) og bærer energien derhen, hvor den skal anvendes. En begrænset mængde elektrisk energi kan opbevares i et opladeligt batteri, hvor det midlertidigt omdannes til kemisk energi. Dette er dog særdeles vanskeligt ved store energimængder, hvilket netop er svagheden ved elektrisk strøm. Vinden blæser ikke hver dag, og solen skinner ikke om natten. Hvis fremtidens energisystemer skal baseres på vedvarende energi, er det derfor af afgørende betydning, at energien kan lagres, og hydrogen er således oplagt som energibærer parallelt med elektrisk strøm. Der findes forholdsvis simple processer til omdannelse af de fleste relevante energiformer til hydrogen, og hydrogen kan nemt fungere som en fælles energiform på linje med strømmen. hydrogen har desuden som tidligere påpeget en væsentlig fordel frem for andre brændsler, ved at det kun danner vand og altså ikke forurener. Forskning i brændselsceller På Kemisk Institut på DTU har der været forsket i brændselsceller siden 1980 erne. Alle de gængse typer har været undersøgt, og i dag arbejdes udelukkende med polymerbrændselsceller (PEMFC) baseret på nye typer af polymermembraner som elektrolytter. Derudover forskes i hydrogenlagring og hydrogenfremstilling. Polymermembraner Polyperfluorosulfonsyre (PFSA) er det mest almindelige membranmateriale til polymerbrændselsceller (figur 6). Det består af tre regioner (1) Den Teflonlignende fluorocarbonkæde med hundreder af repeterede CF 2 CF 2 enheder, (2) sidekæder O CF 2 CF 2, som forbinder hovedkæden med den tredje region og (3) iongrupperne som består af sulfonsyregrupper SO 3- H +. Den negative komponent SO 3 - sidder fast på sidekæden og kan ikke bevæge sig. Når membranen tilføres vand, bliver hydrogenionerne bundet til vandet som H 3 O +, og de kan nu bevæge sig fra en SO 3 -enhed til en anden. På grund af denne mekanisme er den vandholdige membran en glimrende leder af hydrogenioner (protoner). Membranen skal altså holdes befugtet for at give protonledningsevne, og det begrænser denne type brændselscelle til driftstemperaturer under C (kogepunktet for vand). Samtidig skal der løbende tilføres vand, ved at luft og/eller hydrogen mættes med vanddamp, inden det tilføres cellen. Det er kritisk ved temperaturer under C, hvor vand kan danne dråber. For lidt vand vil tørre membranen ud, og for meget vand vil danne dråber og fylde porerne i elektroden og blokere for gastilførslen. Ved at behandle gasdiffusionslagene med Teflon for at gøre porerne vandskyende kan problemet afhjælpes. Figur 6. Polyperfl uorosulfonsyre (PFSA), der er det mest almindelige membranmateriale til polymerbrændselsceller. PFSA består af tre regioner: Den første er den Tefl onlignende fl uorocarbon kæde med hundreder af repeterede CF 2 CF 2 enheder. Den anden region består af O CF 2 CF 2 sidekæder, som forbinder hovedkæden med den tredje region. Den sidste region er opbygget af iongrupper, som består af sulfonsyregrupper SO 3- H +. Hovedkæder og sidekæder kan have varierende længde. Figur 7. Den phosphorsyre-dopede PBI-membran fra Kemisk Institut, DTU. Hovedkæden er en helt aromatisk heterocyclisk polymer. De tre benzenringe i strukturen giver termisk stabilitet og stivhed i strukturen. På grund af nitrogenatomerne i strukturen er polymeren basisk og kan let reagere med en syre som for eksempel phosphorsyre, og membranen får herved høj protonledningsevne. En anden type polymercelle er under udvikling på Kemisk Institut. Den er baseret på syredopet (tilsat phosphorsyre) polybenzimidazol (PBI) (figur 7). Denne membran har høj ledningsevne selv med lavt vandindhold, så den kan også anvendes ved temperaturer over C. Der er flere fordele ved at anvende en polymercelle ved forhøjede temperaturer, for eksempel 180 C. Cellen behøver ingen befugtning, og overskudsvarmen er lettere at anvende (for eksempel til at lave damp med). Endelig bliver anoden ikke forgiftet af små mængder kulmonoxid (CO) i hydrogenen, som det er tilfældet med lavtemperatur-polymercellerne. CO optræder altid i hydrogen, som er fremstillet af fossile brændsler eller biobrændsler. Ved brug i en traditionel polymercelle, skal hydrogenen derfor renses meget grundigt, så CO indholdet kommer under 20 ppm (milliontedele). PBIcellen kan fungere ved C og kræver ingen rensning for CO. Elektroder og MEA er (Membrane Electrode Assembly) Elektroderne består af et mm tykt makroporøst (med en hulstørrelse omkring 0,05 mm) kulstofpapir eller -klæde, hvorpå der er lagt et tyndt mikroporøst gasdiffusionslag (med huller mindre end 0,001 mm). Gasdiffusionslaget bærer katalysatoren. De enkelte lag ses i figur 8. Når to elektroder samles om en polymermembran fås som nævnt en MEA. Denne er under 1 mm tyk. På figur 9 ses et elektronmikroskopi-billede af de forskellige lag i et tværsnit af en MEA

8 Selve katalysatoren fremstilles ved at udfælde platin eller lignende metaller som nanopartikler på et kulstofmateriale med stor overflade. Det gælder her om at fordele platinen mest muligt, da det kun er overfladen, der er aktiv til katalyse. På figur 10 ses et billede af en sådan katalysator med nanopartikler af platin. strømmen ikke kan passere gennem alle celler, dannes der ingen strøm. Fotografierne viser en kanalplade fræset i grafit og stakke fremstillet på Kemisk Institut Forsknings- og udviklingsarbejdet på Kemisk Institut foregår i samarbejde med andre forskningsinstitutioner og med private industrivirksomheder. Bl.a. kan nævnes samarbejdet med den danske producent af brændselsceller IRD Fuel Cells i Svendborg og Danish Power Systems. En del projekter er rent nationale med støtte fra Energiforskningsprogrammet under Energistyrelsen, PSO-programmet eller Forskningsrådene. Mange samarbejdspartnere findes i udlandet, og arbejdet organiseres via projekter støttet af EU eller Nordisk Energiforskning. Læs også artiklerne Bæredygtig kemi i fremtiden og Brintpiller som energilager. Figur 8. Elektronmikroskopibilleder fra fremstillingen af gasdiffusionselektroder. 1) Kulpapir, 2) Det samme behandlet med Tefl on, 3) Efter påføring af et jævnt gasdiffusionslag af kulstofpartikler og 4) Efter at et katalysatorlag er lagt på. Figur 10. Platin på kulstofbærer udviklet på Kemisk Institut, DTU (40 vægt % platin på kulstof). De mørke pletter er platinpartikler. Billedet er taget med et transmissionselektronmikroskop. Den hvide målestok er 50 nm, så det ses, at platinpartiklerne (mørke) er 5-10 nm (1 nm = 1 nanometer = 10-9 m eller 10-6 mm). Figur 9. Elektronmikroskopi-billede af gennemskåret MEA fremstillet på Kemisk Institut. Den hvide bjælke øverst angiver størrelsesforholdet, og tykkelsen af de enkelte lag er angivet i μm. Det ses, at cellen er centreret omkring membranen (polymerelektrolytten). På hver side fi ndes katalysatorlaget, hvor elektrodeprocesserne (dannelse af hhv. protoner og vand) foregår. Supportlaget og kulpapiret giver mekanisk styrke og leder strømmen. Alle lag bortset fra membranen er porøse, så hydrogen og oxygen kan strømme ind (og vand ud). Stakning af celler Når nye materialer skal testes, sker det altid i enkeltceller, fordi dette er det mest simple. Inden man når til en anvendelse, er det nødvendigt efterfølgende at stakke cellerne. Det stiller store krav til materialerne, og selvom det fremstår simpelt (figur 3), er det i praksis særdeles kompliceret. Gasserne skal fordeles helt ligeligt til alle celler og til alle kanaler i hver celle. Temperaturen må holdes indenfor et bestemt tilladt interval, selvom der konstant udvikles meget varme. Dertil kommer, at alle samlinger skal være tætte. Det kan ligeledes være et problem, at ikke alle celler fungerer lige godt. Da strømmen igennem hver enkelt celle er den samme som gennem stakken, kan der være enkelte celler, der ikke kan følge med ved store strømme. I heldigste tilfælde sker en stor lokal varmeudvikling, men i værste fald ødelægges den pågældende enkeltcelle. Hvis Forfattere Lektor Jens Oluf Jensen Lektor Qingfeng Li Professor Niels J. Bjerrum

Introduktion til hydrogen og brændselsceller

Introduktion til hydrogen og brændselsceller Introduktion til hydrogen og brændselsceller - en kort introduktion www.minihydrogen.dk 1 Indholdsfortegnelse Introduktion... 2 Det fossile energisystem... 3 grunde til forandring... 3 Forurening...3 Faldende

Læs mere

Jorden og solen giver energi Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:

Jorden og solen giver energi Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse: Jorden og solen giver energi Ny Prisma Fysik og kemi 8 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Man kan skelne mellem lagerenergi og vedvarende energi. Sæt kryds ved de energiformer, der er lagerenergi. Olie Sol

Læs mere

Brombærsolcellen - introduktion

Brombærsolcellen - introduktion #0 Brombærsolcellen - introduktion Solceller i lommeregneren, solceller på hustagene, solceller til mobiltelefonen eller solceller til den bærbare computer midt ude i regnskoven- Solcellen har i mange

Læs mere

Hvad er brint og kan det bruges I Grønland? Peter Kjeldmann Nukissiorfiit Brint-ansvarlig

Hvad er brint og kan det bruges I Grønland? Peter Kjeldmann Nukissiorfiit Brint-ansvarlig Hvad er brint og kan det bruges I Grønland? Peter Kjeldmann Nukissiorfiit Brint-ansvarlig Præsentation Kort om brint Brints historie Produktion, lagring og forbrug NAHA Brint i Grønland 2 Brint Det mest

Læs mere

Fyldt med energi Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:

Fyldt med energi Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse: Fyldt med energi Ny Prisma Fysik og kemi 8 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Grønne planter bruger vand og kuldioxid til at producere oxygen og opbygge organiske stoffer ved fotosyntese. Sæt kryds ved det

Læs mere

Der er noget i luften Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 6 Skole: Navn: Klasse:

Der er noget i luften Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 6 Skole: Navn: Klasse: Der er noget i luften Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 6 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Gasserne nitrogen, oxygen og kuldioxid er de gasser i Jordens atmosfære, der er vigtigst for livet. Angiv hvilke

Læs mere

Introduktion til højtemperatur PEM brændselsceller

Introduktion til højtemperatur PEM brændselsceller Introduktion til højtemperatur PEM brændselsceller Basale principper, kort historik, DTU-aktiviteter Energy and Materials Science Group Kemitorvet 207 DK-2800 Lyngby Denmark Jens Oluf Jensen Qingfeng Li

Læs mere

Energiens veje Ny Prisma Fysik og kemi + Skole: Navn: Klasse:

Energiens veje Ny Prisma Fysik og kemi + Skole: Navn: Klasse: Energiens veje Ny Prisma Fysik og kemi + Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Vægtstang Æbler Batteri Benzin Bil Brændselscelle Energi kan optræde under forskellige former. Hvilke energiformer er der lagret i

Læs mere

Fremtidens Energiforsyning

Fremtidens Energiforsyning Fremtidens Energiforsyning Professor Ib Chorkendorff Department of Physics The Danish National Research Foundation Center for Individual Nanoparticle Functionality DG-CINF at the Technical University of

Læs mere

FAKTAARK Ordforklaring. Biomasse hvad er det?

FAKTAARK Ordforklaring. Biomasse hvad er det? FAKTAARK Ordforklaring Biomasse hvad er det? Affaldsforbrænding På et forbrændingsanlæg afbrændes det affald, som du smider ud. Varmen herfra opvarmer fjernvarmevand, der pumpes ud til husene via kilometerlange

Læs mere

Integreret energisystem vind Elevvejledning

Integreret energisystem vind Elevvejledning Undervisningsmateriale fra Integreret energisystem vind Elevvejledning Baggrund Klodens klima påvirkes af mange faktorer. For at kunne erstatte energiforsyningen fra fossile brændsler som kul, olie og

Læs mere

Bilag 1 Teknisk notat vedr. TRU spm og 1212

Bilag 1 Teknisk notat vedr. TRU spm og 1212 Trafikudvalget 2009-10 TRU alm. del Svar på Spørgsmål 1212 Offentligt Bilag 1 Teknisk notat vedr. TRU spm. 1163 og 1212 Beregning af hydrogenproduktion og virkning af elektrolyseanlæg fra H2O-go Generator

Læs mere

NATURFAG Fysik/kemi Folkeskolens afsluttende prøver Terminsprøve 2009/10

NATURFAG Fysik/kemi Folkeskolens afsluttende prøver Terminsprøve 2009/10 NATURFAG Fysik/kemi Folkeskolens afsluttende prøver Terminsprøve 2009/10 Elevens navn: CPR-nr.: Skole: Klasse: Tilsynsførendes navn: 1 Tilstandsformer Tilstandsformer Opgave 1.1 Alle stoffer har 3 tilstandsformer.

Læs mere

Nye Energiteknologier: Danmarks fremtidige energisystem uden fossile brændstoffer Brændselsceller og elektrolyse

Nye Energiteknologier: Danmarks fremtidige energisystem uden fossile brændstoffer Brændselsceller og elektrolyse Nye Energiteknologier: Danmarks fremtidige energisystem uden fossile brændstoffer Brændselsceller og elektrolyse Prof. (mso) Dr. rer. nat., Sektionsleder Anvendt Elektrokemi Program Modul Program 1 Introduktion

Læs mere

Integreret energisystem sol Elevvejledning

Integreret energisystem sol Elevvejledning Undervisningsmateriale fra Integreret energisystem sol Elevvejledning Baggrund Klodens klima påvirkes af mange faktorer. For at kunne erstatte energiforsyningen fra fossile brændsler som kul, olie og naturgas,

Læs mere

Fremtidens energi Undervisningsmodul 4. Goddag til fremtiden

Fremtidens energi Undervisningsmodul 4. Goddag til fremtiden Fremtidens energi Undervisningsmodul 4 Goddag til fremtiden Drivhuseffekten Fremtidens energi i Gentofte Kommune og Danmark Vi lever i et samfund, hvor kloge hoveder har udviklet alverdens ting, som gør

Læs mere

Fremtidens distribuerede energisystem med fokus på micro-chp Vejle, 9. September Danfoss A/S Per Balslev, Danfoss Fuel Cell Business

Fremtidens distribuerede energisystem med fokus på micro-chp Vejle, 9. September Danfoss A/S Per Balslev, Danfoss Fuel Cell Business Fremtidens distribuerede energisystem med fokus på micro-chp Vejle, 9. September 2009 1 Danfoss A/S 20090909 Per Balslev, Danfoss Fuel Cell Business Fremtidens distribuerede energisystem Indhold: 1. Danfoss

Læs mere

Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16

Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16 Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16 Formålet med undervisningen er, at eleverne tilegner sig viden om vigtige fysiske og kemiske forhold i naturen og teknikken med vægt på forståelse af grundlæggende

Læs mere

Er der vedvarende energi nok til os alle?

Er der vedvarende energi nok til os alle? Er der vedvarende energi nok til os alle? - om brændselsceller og elektrolyseceller til effektiv energikonvertering Anne Hauch (hauc@dtu.dk) Seniorforsker; DTU Energikonvertering og -lagring Kl. 10.00-10.15:

Læs mere

Behov for el og varme? res-fc market

Behov for el og varme? res-fc market Behov for el og varme? res-fc market Projektet EU-projektet, RES-FC market, ønsker at bidrage til markedsintroduktionen af brændselscellesystemer til husstande. I dag er der kun få af disse systemer i

Læs mere

nano-science center københavns universitet BROMBÆRSOLCELLEN Introduktion, teori og beskrivelse

nano-science center københavns universitet BROMBÆRSOLCELLEN Introduktion, teori og beskrivelse nano-science center københavns universitet BROMBÆRSOLCELLEN Introduktion, teori og beskrivelse I dette hæfte kan du læse baggrunden for udviklingen af brombærsolcellen og hvordan solcellen fungerer. I

Læs mere

Energiforbrug og klimaforandringer. Lærervejledning

Energiforbrug og klimaforandringer. Lærervejledning Energiforbrug og klimaforandringer Lærervejledning Generelle oplysninger Forløbets varighed: Fra kl. 9.00 til kl.12.00. Målgruppe: Forløbet er for 3. klasse til 6. klasse. Pris: Besøget er gratis for folkeskoler

Læs mere

Fyld en reaktor spillet

Fyld en reaktor spillet Fyld en reaktor spillet Velkommen i dit nye job som katalysatorsælger hos Haldor Topsøe. I dag skal du stå for at loade en hydrotreating reaktor med nye katalysatorer. Udfordringen lyder på at optimere

Læs mere

Notat om grænseværdier for NO x og CO for naturgas- og gasoliefyrede. kw til 50 MW (indfyret effekt) JUNI 1999

Notat om grænseværdier for NO x og CO for naturgas- og gasoliefyrede. kw til 50 MW (indfyret effekt) JUNI 1999 Notat om grænseværdier for NO x og CO for naturgas- og gasoliefyrede fyringsanlæg fra 120 kw til 50 MW (indfyret effekt) JUNI 1999 Udarbejdet af Knud Christiansen Akademiingeniør dk-teknik ENERGI & MILJØ

Læs mere

PLADS TIL GAS. Gas mere grøn end træ

PLADS TIL GAS. Gas mere grøn end træ PLADS TIL GAS Gas mere grøn end træ Er der plads til gas? Fremtidens energiforsyning er baseret på vedvarende energi. Men både el og varme, når vinden vi bruge gas til at producere vejen til den grønne

Læs mere

Dantherm Power Kraft- og varmeløsninger med brændselsceller

Dantherm Power Kraft- og varmeløsninger med brændselsceller Dantherm Power Kraft- og varmeløsninger med brændselsceller Dantherm Power Siden 2003 har Dantherm Power haft fokus på udvikling og produktion af praktiske løsninger, der gør brug af brændselsceller og

Læs mere

Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til.

Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. 1 Modul 5 Vejr og klima Drivhuseffekten gør at der er liv på jorden Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. Planeten

Læs mere

Verdens første brintby

Verdens første brintby Verdens første brintby Energi til eget forbrug Verdens oliereserver er ved at slippe op. Indenfor de næste årtier vil manglen på olie føre til markante prisstigninger og til øget afhængighed af oliestaterne.

Læs mere

Formål: At undersøge nogle egenskaber ved CO 2 (carbondioxid). 6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2

Formål: At undersøge nogle egenskaber ved CO 2 (carbondioxid). 6 CO 2 + 6 H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 ØVELSE 2.1 SMÅ FORSØG MED CO 2 At undersøge nogle egenskaber ved CO 2 (carbondioxid). Indledning: CO 2 er en vigtig gas. CO 2 (carbondioxid) er det molekyle, der er grundlaget for opbygningen af alle organiske

Læs mere

I dag skal vi. Have det sjovt, og tale om det vi lærte sidst, på en anden måde. CO2/fotosyntese, klima vind og vejr. Hvad lærte vi sidst?

I dag skal vi. Have det sjovt, og tale om det vi lærte sidst, på en anden måde. CO2/fotosyntese, klima vind og vejr. Hvad lærte vi sidst? I dag skal vi Have det sjovt, og tale om det vi lærte sidst, på en anden måde. Hvad lærte vi sidst? CO2/fotosyntese, klima vind og vejr. Har i lært noget om, hvad træer kan, hvad mennesker kan og ikke

Læs mere

TEKNOLOGISKE UDFORDRINGER FOR MINDRE OPERATØRER. Kate Wieck-Hansen

TEKNOLOGISKE UDFORDRINGER FOR MINDRE OPERATØRER. Kate Wieck-Hansen TEKNOLOGISKE UDFORDRINGER FOR MINDRE OPERATØRER Kate Wieck-Hansen OVERSIGT Politiske udfordringer Afgifter og tilskud Anlægstyper med biomasse Tekniske udfordringer Miljøkrav VE teknologier Samaarbejde

Læs mere

BRINT TIL TRANSPORT I DANMARK FREM MOD 2050

BRINT TIL TRANSPORT I DANMARK FREM MOD 2050 BRINT TIL TRANSPORT I DANMARK FREM MOD 2050 Bidrag til elektrisk transport, vækst, CO 2 reduktion og fossil uafhængighed December 2011 endelig udgave KORT SAMMENFATNING BENZIN/DIESEL BATTERI/HYBRID BRINT

Læs mere

gul energi Forskerne gemmer sol til natten ved hjælp af katten.

gul energi Forskerne gemmer sol til natten ved hjælp af katten. Fra sort til gul energi Forskerne gemmer sol til natten ved hjælp af katten. Fremtidens energiforsyning byder på store udfordringer. Fossile brændstoffer forurener, mens vedvarende energi er svær at gemme

Læs mere

Miljøeffekter af energiproduktion

Miljøeffekter af energiproduktion Miljøeffekter af energiproduktion god ide at bruge de kemiske reaktionsligninger under Forbrænding og forsuring. Forud for laboratoriearbejdet er det en stor fordel hvis eleverne allerede ved hvordan el

Læs mere

Drivhuseffekten er det fænomen, der sørger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til.

Drivhuseffekten er det fænomen, der sørger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. 1 Modul 5 Vejr og klima Drivhuseffekten gør at der er liv på jorden Drivhuseffekten er det fænomen, der sørger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. Planeten

Læs mere

inspirerende undervisning

inspirerende undervisning laver inspirerende undervisning om energi og miljø TEMA: Solenergi Elevvejledning BAGGRUND Klodens klima påvirkes når man afbrænder fossile brændsler. Hele verden er derfor optaget af at finde nye muligheder

Læs mere

Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM)

Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM) Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM) Institut for Fysik og Astronomi Aarhus Universitet, Sep 2006. Lars Petersen og Erik Lægsgaard Indledning Denne note skal tjene som en kort introduktion

Læs mere

Hvad er drivhusgasser

Hvad er drivhusgasser Hvad er drivhusgasser Vanddamp: Den primære drivhusgas er vanddamp (H 2 O), som står for omkring to tredjedele af den naturlige drivhuseffekt. I atmosfæren opfanger vandmolekylerne den varme, som jorden

Læs mere

Atomets bestanddele. Indledning. Atomer. Atomets bestanddele

Atomets bestanddele. Indledning. Atomer. Atomets bestanddele Atomets bestanddele Indledning Mennesket har i tusinder af år interesseret sig for, hvordan forskellige stoffer er sammensat I oldtiden mente man, at alle stoffer kunne deles i blot fire elementer eller

Læs mere

Energiteknologi. Præsentation: Niveau: 8. klasse. Varighed: 8 lektioner

Energiteknologi. Præsentation: Niveau: 8. klasse. Varighed: 8 lektioner Energiteknologi Niveau: 8. klasse Varighed: 8 lektioner Præsentation: Forløbet Energiteknologi er placeret i fysik-kemifokus.dk 8. klasse, og det bygger på viden fra forløbet Energi. Forløbet hænger tæt

Læs mere

Integreret energisystem Elevvejledning

Integreret energisystem Elevvejledning Integreret energisystem Elevvejledning Baggrund Klodens klima påvirkes af mange faktorer. For at kunne erstatte energiforsyningen fra fossile brændsler som kul, olie og naturgas, skal der bruges vedvarende

Læs mere

Forgasning af biomasse

Forgasning af biomasse Forgasning af biomasse Jan de Wit, civ.ing. Dansk Gasteknisk Center a/s (DGC) I denne artikel gives en orientering om forskellige muligheder for forgasning af biomasse. Der redegøres kort for baggrunden

Læs mere

digital Tema Bilmotoren Noter til læreren: Forsøg til slowmotion-film og elevfremlæggelser - samt lidt teori TEMA: BILMOTOREN

digital Tema Bilmotoren Noter til læreren: Forsøg til slowmotion-film og elevfremlæggelser - samt lidt teori TEMA: BILMOTOREN digital Tema Bilmotoren Noter til læreren: Forsøg til slowmotion-film og elevfremlæggelser - samt lidt teori 2013 TEMA: BILMOTOREN Introduktion Xciters Digital er et undervisningsforløb, hvor elever laver

Læs mere

IONER OG SALTE. Et stabilt elektronsystem kan natrium- og chlor-atomerne også få, hvis de reagerer kemisk med hinanden:

IONER OG SALTE. Et stabilt elektronsystem kan natrium- og chlor-atomerne også få, hvis de reagerer kemisk med hinanden: IONER OG SALTE INDLEDNING Når vi i daglig tale bruger udtrykket salt, mener vi altid køkkensalt, hvis kemiske navn er natriumchlorid, NaCl. Der findes imidlertid mange andre kemiske forbindelser, som er

Læs mere

Folkeskolens afgangsprøve Maj-juni 2006 Fysik / kemi - Facitliste

Folkeskolens afgangsprøve Maj-juni 2006 Fysik / kemi - Facitliste Folkeskolens afgangsprøve Maj-juni 2006 1/25 Fk5 Opgave 1 / 20 (Opgaven tæller 5 %) I den atommodel, vi anvender i skolen, er et atom normalt opbygget af 3 forskellige partikler: elektroner, neutroner

Læs mere

VARME- KILDER Undervisningsmodul 1. Hvordan får vi varme i Gentofte Kommune?

VARME- KILDER Undervisningsmodul 1. Hvordan får vi varme i Gentofte Kommune? VARME- KILDER Undervisningsmodul 1 Hvordan får vi varme i Gentofte Kommune? Hvordan bliver din bolig varmet op? Når vi tænder for radiatorerne, er vi vant til, at der bliver dej lig varmt. Det er især

Læs mere

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt 2. Drivhusgasser og drivhuseffekt Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Drivhuseffekt Når Solens kortbølgede stråler går gennem atmosfæren, rammer de Jorden og varmer dens overflade op. Så bliver

Læs mere

TEORETISKE MÅL FOR EMNET:

TEORETISKE MÅL FOR EMNET: TEORETISKE MÅL FOR EMNET: Kendskab til organiske forbindelser Kende alkoholen ethanol samt enkelte andre simple alkoholer Vide, hvad der kendetegner en alkohol Vide, hvordan alkoholprocenter beregnes;

Læs mere

Opgave 2a.01 Cellers opbygning. Spørgsmålene her kan besvares ved at læse teksten Cellen livets byggesten

Opgave 2a.01 Cellers opbygning. Spørgsmålene her kan besvares ved at læse teksten Cellen livets byggesten Opgave 2a.01 Cellers opbygning Spørgsmålene her kan besvares ved at læse teksten Cellen livets byggesten Vakuole - Lager-rum med energi Grønkorn Cellekerne (DNA) Cellemembran Cellevæg Mitokondrier 1. Hvad

Læs mere

Turen til Mars I. Opgaven. Sådan gør vi. ScienceLab

Turen til Mars I. Opgaven. Sådan gør vi. ScienceLab Turen til Mars I Opgaven Internationale rumforskningsorganisationer planlægger at oprette en bemandet rumstation på overfladen af Mars. Som led i forberedelserne ønsker man at undersøge: A. Iltforsyningen.

Læs mere

Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne.

Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne. Atomets opbygning Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne. Guldatomet (kemiske betegnelse: Au) er f.eks. det mindst stykke metal, der stadig bærer navnet guld, det kan ikke yderlige

Læs mere

2. Spildevand og rensningsanlæg

2. Spildevand og rensningsanlæg 2. Spildevand og rensningsanlæg 36 1. Fakta om rensningsanlæg 2. Spildevand i Danmark 3. Opbygning rensningsanlæg 4. Styring, regulering og overvågning (SRO) 5. Fire cases 6. Øvelse A: Analyse af slam

Læs mere

Fra miljøsynder til eftertragtet råstof

Fra miljøsynder til eftertragtet råstof Fra miljøsynder til eftertragtet råstof Kapitlet præsenterer eleverne for CO 2 set fra flere vinkler: Som en vigtig kemisk forbindelse både i naturen og industrien og som en livsnødvendig, men også problematisk

Læs mere

Energforsyning koncepter & definitioner

Energforsyning koncepter & definitioner Energforsyning koncepter & definitioner Energi og kraft Energi er evnen til at udføre et arbejde eller opvarme et stof. Energienhed: Kalorie (Cal), Joule (J), megajoule (MJ), kilowatttime (kwh), ton olieækvivalenter

Læs mere

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt 2. Drivhusgasser og drivhuseffekt Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Drivhuseffekt Når Solens kortbølgede stråler går gennem atmosfæren, rammer de Jorden og varmer dens overflade op. Så bliver

Læs mere

Hvad er minikraftvarme?

Hvad er minikraftvarme? Hvad er minikraftvarme? Forestil dig, at du har et lækkert, saftigt æble foran dig. Du bider en gang i det og smider resten væk. Det er da et spild, ikke? Forestil dig så, at du spiser æblet helt op til

Læs mere

Nr. 5-2008 Den rene os Fag: Kemi A/B Udarbejdet af: Michael Bjerring Christiansen, Århus Statsgymnasium, februar 2009

Nr. 5-2008 Den rene os Fag: Kemi A/B Udarbejdet af: Michael Bjerring Christiansen, Århus Statsgymnasium, februar 2009 Nr. 5-2008 Den rene os Fag: Kemi A/B Udarbejdet af: Michael Bjerring Christiansen, Århus Statsgymnasium, februar 2009 Spørgsmål til artiklen 1. Hvilke fordele er der ved dieselmotorer i forhold til benzinmotorer?

Læs mere

Få fingrene i en ansvarlig cement... for en klimavenlig produktion for et godt arbejdsmiljø

Få fingrene i en ansvarlig cement... for en klimavenlig produktion for et godt arbejdsmiljø Få fingrene i en ansvarlig cement... for en klimavenlig produktion for et godt arbejdsmiljø Ansvarlig på alle områder Aalborg Portland stræber konstant efter at udvise ansvarlighed til gavn for vores fælles

Læs mere

nano-science center københavns universitet BROMBÆRSOLCELLEN Perspektiver og baggrund

nano-science center københavns universitet BROMBÆRSOLCELLEN Perspektiver og baggrund nano-science center københavns universitet BROMBÆRSOLCELLEN Perspektiver og baggrund SOLCELLER - EN LØSNING Vi har brug for at mindske vores udledning af kuldioxid (CO 2 ) til gavn for jordens klima. Over

Læs mere

FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4. Goddag til fremtiden

FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4. Goddag til fremtiden FREMTIDENS ENERGI Lærervejledning til modul 4 Goddag til fremtiden Indledning Undervisningsmodul 4 fremtidsperspektiverer og viser fremtidens energiproduktion. I fremtiden er drømmen hos både politikere

Læs mere

Termisk energilagring i metaller

Termisk energilagring i metaller Termisk energilagring i metaller Lars Reinholdt 1. december 2015 Lagerteknologier (el til el) pris og effektivitet Pris per kwh* Pris per kw h carnot Virkningsgrad af termiske lagre Teoretisk maksimum

Læs mere

Vedvarende energi udgør 18 % af det danske energiforbrug. Fossile brændsler udgør stadig langt den største del af energiforbruget

Vedvarende energi udgør 18 % af det danske energiforbrug. Fossile brændsler udgør stadig langt den største del af energiforbruget 3. Energi og effekt I Danmark får vi overvejende energien fra kul, olie og gas samt fra vedvarende energi, hovedsageligt biomasse og vindmøller. Danmarks energiforbrug var i 2008 844 PJ. På trods af mange

Læs mere

NO X emissioner fra brændsler. Anne Mette Frey

NO X emissioner fra brændsler. Anne Mette Frey NO X emissioner fra brændsler Anne Mette Frey Outline Introduktion til NO x Hvad er NO x? Hvordan opstår det? Problemerne med NO x Mulige løsninger på NO x udfordring Fokus på selektiv katalytisk reduktion

Læs mere

Lars Yde, Hydrogen Innovation & Research Centre v/ HIH Århus Universitet

Lars Yde, Hydrogen Innovation & Research Centre v/ HIH Århus Universitet Brint Brintproduktion, Elektrolyseanlæg Praktisk anvendelse af brint Lars Yde, Hydrogen Innovation & Research Centre v/ HIH Århus Universitet Brint Brint 1 uge 0,1 kg 3,5 kwh 2,5 time 12 km ¾ af universets

Læs mere

- Caring for the energy of tomorrow. Focus. Trust. Initiative. STFs Døgnkursus 2013. 1. november 2013

- Caring for the energy of tomorrow. Focus. Trust. Initiative. STFs Døgnkursus 2013. 1. november 2013 - Caring for the energy of tomorrow Focus. Trust. Initiative. STFs Døgnkursus 2013 1. november 2013 1 Indhold 1. Dantherm Power A/S 2. Hvad er Brændselsceller 3. Projekt: Brug af brændselscelleteknologi

Læs mere

Maj 2010. Danske personbilers energiforbrug

Maj 2010. Danske personbilers energiforbrug Maj 2010 Danske personbilers energiforbrug Danske personbilers energiforbrug Fossile brændstoffer, CO 2 -udledning hvordan hænger det sammen? Benzin og diesel er fossile brændstoffer. Brændstofferne er

Læs mere

Emissions Teknologi. Lavmands A/S Renseteknologi. >Project Proposal for Dennis Busses >17.02.2010. Per Lavmand. Lavmands A/S

Emissions Teknologi. Lavmands A/S Renseteknologi. >Project Proposal for Dennis Busses >17.02.2010. Per Lavmand. Lavmands A/S Kærup Parkvej 11-13 4100 DK 4100 Emissions Teknologi >Project Proposal for Dennis Busses >17.02.2010 Renseteknologi Per Lavmand 1 kort Lavmands er en af Danmarks førende virksomheder indenfor emissionsteknologi,

Læs mere

SPEKTRUM HALSE WÜRTZ FYSIK C. Fysiks optakt til et AST-forløb om kroppen af Niels Henrik Würtz. Energiomsætninger i kroppen

SPEKTRUM HALSE WÜRTZ FYSIK C. Fysiks optakt til et AST-forløb om kroppen af Niels Henrik Würtz. Energiomsætninger i kroppen HALSE WÜRTZ SPEKTRUM FYSIK C Fysiks optakt til et AST-forløb om kroppen af Niels Henrik Würtz Energiomsætninger i kroppen Kondital Glukoseforbrænding Fedtforbrænding Artiklen her knytter sig til kapitel

Læs mere

Når enderne af en kobbertråd forbindes til en strømforsyning, bevæger elektronerne i kobbertråden sig (fortrinsvis) i samme retning.

Når enderne af en kobbertråd forbindes til en strømforsyning, bevæger elektronerne i kobbertråden sig (fortrinsvis) i samme retning. E2 Elektrodynamik 1. Strømstyrke Det meste af vores moderne teknologi bygger på virkningerne af elektriske ladninger, som bevæger sig. Elektriske ladninger i bevægelse kalder vi elektrisk strøm. Når enderne

Læs mere

Biogas. Biogasforsøg. Page 1/12

Biogas. Biogasforsøg. Page 1/12 Biogas by Page 1/12 Indholdsfortegnelse Indledning... 3 Hvad er biogas?... 3 Biogas er en form for vedvarende energi... 3 Forsøg med biogas:... 7 Materialer... 8 Forsøget trin for trin... 10 Spørgsmål:...

Læs mere

3. Det globale kulstofkredsløb

3. Det globale kulstofkredsløb 3. Det globale kulstofkredsløb Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo I kulstofkredsløbet bliver kulstof (C) udvekslet mellem atmosfæren, landjorden og oceanerne. Det sker når kemiske forbindelser

Læs mere

1. Er Jorden blevet varmere?

1. Er Jorden blevet varmere? 1. Er Jorden blevet varmere? Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Ja, kloden bliver varmere. Stille og roligt får vi det varmere og varmere. Specielt er det gået stærkt gennem de sidste 50-100

Læs mere

Brint og brændselsceller i fremtidens energisystem

Brint og brændselsceller i fremtidens energisystem Brint og brændselsceller i fremtidens energisystem + PARTNERSKABET FOR BRINT OG BRÆNDSELSCELLER Brint og brændselsceller bidrager til at løse Danmarks store udfordringer Brint og brændselsceller i fremtidens

Læs mere

Roskilde tekniske gymnasium Klasse 1.4. CO2- Biler. Lavet af: Anders, Mads H, Mads P og Kasper. Anders, Mads H, Mads P, Kasper Side 1

Roskilde tekniske gymnasium Klasse 1.4. CO2- Biler. Lavet af: Anders, Mads H, Mads P og Kasper. Anders, Mads H, Mads P, Kasper Side 1 CO2- Biler, Lavet af: Anders, Mads H, Mads P og Kasper Anders, Mads H, Mads P, Kasper Side 1 Indholdsfortegnelse Forside side 1 Indholdsfortegnelse side 2 Indledning Side 3 Problemanalysen Side 4-6 Klimaproblematikken

Læs mere

Katalysatorer nedbringning af emissioner fra energieffektive dieselbiler

Katalysatorer nedbringning af emissioner fra energieffektive dieselbiler Katalysatorer nedbringning af emissioner fra energieffektive dieselbiler 16% af Danmarks samlede CO 2 udledning kommer fra transport med personbiler. Andre former for transport står for yderligere 13%.

Læs mere

Ren luft med iltning og ioner!

Ren luft med iltning og ioner! Ren luft med iltning og ioner! Photohydroionisering skaber hydroperoxider der er ioniseret og dermed giver luften sit naturlige forsvar mod lugt, vira, bakterier og svampesporer m.v. Oxidation er teknisk

Læs mere

ILLUSTRERET VIDENSKAB

ILLUSTRERET VIDENSKAB ILLUSTRERET VIDENSKAB Danmarks største kraftværk - Devrim Sagici, Jonas Stjerne, Rasmus Andersen Hvordan foregår processen egentlig på Danmarks største kraftværk, Avedøreværket? Kom helt tæt på de enorme

Læs mere

Energiproduktion og energiforbrug

Energiproduktion og energiforbrug OPGAVEEKSEMPEL Energiproduktion og energiforbrug Indledning I denne opgave vil du komme til at lære noget om Danmarks energiproduktion samt beregne hvordan brændslerne der anvendes på de store kraftværker

Læs mere

Energiens vej til mennesket

Energiens vej til mennesket Energiens vej til mennesket Modul 2 Kernestof a) Celleopbygning b) Energibegrebet, herunder fotosyntese og respiration Mål med modulet Energibegrebet, herunder fotosyntese og respiration Energibegrebet

Læs mere

Elspare-stafetten undervisningsbog 2013 Energistyrelsen

Elspare-stafetten undervisningsbog 2013 Energistyrelsen 2 Elspare-stafetten undervisningsbog 2013 Energistyrelsen Udgiver: Redaktør: Fagkonsulenter: Illustrationer: Produktion: Tryk og reproduktion: Energistyrelsen, opdatering af 2010-udgave fra Center for

Læs mere

Emissions Teknologi. Lavmands A/S Emissions teknologi. >Project Proposal for Dennis Busses >17.02.2010. NON-Road Maskiner. Per Lavmand.

Emissions Teknologi. Lavmands A/S Emissions teknologi. >Project Proposal for Dennis Busses >17.02.2010. NON-Road Maskiner. Per Lavmand. Kærup Parkvej 11-13 4100 DK 4100 Emissions Teknologi >Project Proposal for Dennis Busses >17.02.2010 Emissions teknologi NON-Road Maskiner Per Lavmand 1 kort Lavmands er en af Danmarks førende virksomheder

Læs mere

Uge Emne Mål 33 40 Planter og gødningsstofffer Forståelse for at planter har brug for en række essentielle næringsstoffer for at vokse.

Uge Emne Mål 33 40 Planter og gødningsstofffer Forståelse for at planter har brug for en række essentielle næringsstoffer for at vokse. Årsplan Fysik/kemi 9.kl. Undervisningen foregår som en vekselvirkning mellem teori og praksis. Undervisningen knytter an ved de iagttagelser eleverne har gjort, eller kan gøre sig, i deres dagligdag. Og

Læs mere

Fremtidens energi er Smart Energy

Fremtidens energi er Smart Energy Fremtidens energi er Smart Energy Partnerskabet for brint og brændselsceller 3. april 2014 Kim Behnke, Chef for forskning og miljø, Energinet.dk kbe@energinet.dk I januar 2014 dækkede vindkraften 63,3

Læs mere

LÆS DENNE PIXI BOG OM ENERGI I NORDJYLLAND FOR AT:

LÆS DENNE PIXI BOG OM ENERGI I NORDJYLLAND FOR AT: ET ENERGISK NORDJYLLAND LÆS DENNE PIXI BOG OM ENERGI I NORDJYLLAND FOR AT: Få et smugkig på fremtidens energisystem og dets muligheder for bosætning og erhverv Se hvordan energiplanlægning kan gøre Nordjylland

Læs mere

Teori 10. KlasseCenter Vesthimmerland

Teori 10. KlasseCenter Vesthimmerland TEORETISKE MÅL FOR EMNET: Kendskab til organiske forbindelser Kende alkoholen ethanol samt enkelte andre simple alkoholer Vide, hvad der kendetegner en alkohol Vide, hvordan alkoholprocenter beregnes;

Læs mere

Skalerbare elektrolyse anlæg til produktion af brint i forbindelse med lagring af vedvarende energi

Skalerbare elektrolyse anlæg til produktion af brint i forbindelse med lagring af vedvarende energi Skalerbare elektrolyse anlæg til produktion af brint i forbindelse med lagring af vedvarende energi Dato: 26.8.2013 Kontaktoplysninger: Kirsten Winther kwi@greenhydrogen.dk Tel.: +45 21 66 64 25 GreenHydrogen.dk.

Læs mere

ET INDBLIK I BATTERIETS ATOMARE VERDEN

ET INDBLIK I BATTERIETS ATOMARE VERDEN 32 5 ET INDBLIK I BATTERIETS ATOMARE VERDEN Af DORTHE BOMHOLDT RAVNSBÆK POSTDOC, PH.D. VED MIT, BOSTON, USA. MODTAGET STØTTE TIL PROJEKTET NOVEL NANO- MATERIAL FOR IMPROVED LITHIUM BATTERIES Selvom genopladelige

Læs mere

Demonstrationsprojekter, der sammentænker el, gas og varme

Demonstrationsprojekter, der sammentænker el, gas og varme Balancering af energisystemer Demonstrationsprojekter, der sammentænker el, gas og varme Gastekniske dage 15. maj 2012 Steen Vestervang, Energinet.dk stv@energinet.dk Oversigt Energinet.dk og demoprojekter

Læs mere

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde Jesper Rasmussen DTU Fysik Med tak til Søren Korsholm, DTU Fysi UNF Fysik Camp 2015 Overblik Hvad er fusion? Hvilke fordele har det? Hvordan kan det

Læs mere

IFT 60 år 15. maj 2009

IFT 60 år 15. maj 2009 Fysikkens rolle for energispørgsmål Alex C. Hoffmann Flerfasesystemer IFT, UiB http://www.uib.no/fg/teori/forskning/flerfasesystemer IFT 60 år 15. maj 2009 Vi bruger information fra: BP, WEC, IPCC, E.

Læs mere

Bestemmelse af partikelstørrelser ved Cyklisk Voltammetri

Bestemmelse af partikelstørrelser ved Cyklisk Voltammetri Bestemmelse af partikelstørrelser ved Cyklisk Voltammetri Øvelsesvejledning til brug i Nanoteket Udarbejdet i Nanoteket, Institut for Fysik, DTU Rettelser sendes til Ole.Trinhammer@fysik.dtu.dk September

Læs mere

Bent Larsen. Hyundai Bil Import A/S

Bent Larsen. Hyundai Bil Import A/S Bent Larsen Hyundai Bil Import A/S Road Map 2 1998-2000 2000-2004 2005-2008 2009-2011 Jan 2013 start of Mass Production Hyundai begins to develop FCEV technology 1 st generation FCEV s: SM Santa Fe 350

Læs mere

BIOLOGISKE ENERGIKILDER

BIOLOGISKE ENERGIKILDER BIOLOGISKE ENERGIKILDER Foredragsarrangement på Statens Naturhistoriske Museum d. 5.11.2013 Spørgsmål & svar Bioenergi fra alger (Susan Løvstad Holdt, DTU) Kunne man ikke lave en slags boreplatform ude

Læs mere

Afrapportering fra workshop om input til den miljøteknologiske handlingsplan spor om luftforurening.

Afrapportering fra workshop om input til den miljøteknologiske handlingsplan spor om luftforurening. Notat Miljøteknologi J.nr. Ref. RASBO/MTH 7. februar 2011 Afrapportering fra workshop om input til den miljøteknologiske handlingsplan spor om luftforurening. Sted: Eigtveds Pakhus; København; fredag den

Læs mere

Blå Energi ved Nordborg Spejderne. Det blev det til:

Blå Energi ved Nordborg Spejderne. Det blev det til: Blå Energi ved Nordborg Spejderne Ide oplæg: Leder: - Udgangs punkt var at lave mad på en nemmer og mere brænde besparende måde - - - Træ pille komfur og så får vi også en ovn Trop: - Vil gerne have mobilen

Læs mere

9. Er jorden i Arktis en tikkende bombe af drivhusgasser?

9. Er jorden i Arktis en tikkende bombe af drivhusgasser? 9. Er jorden i Arktis en tikkende bombe af drivhusgasser? Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo I det højarktiske Nordøstgrønland ligger forsøgsstationen Zackenberg. Her undersøger danske forskere,

Læs mere

Hoval Biolyt Træpillestokeren med en ydeevne på 3-26 KW Varme uden at gå på kompromis!

Hoval Biolyt Træpillestokeren med en ydeevne på 3-26 KW Varme uden at gå på kompromis! Hoval Biolyt Træpillestokeren med en ydeevne på 3-26 KW Varme uden at gå på kompromis! I denne tid taler alle om svindende energi ressourcer, og hvordan fossile brændstoffer skaber problemer ikke dig!

Læs mere

Hvordan kan du forklare hvad. NANOTEKNOLOGI er?

Hvordan kan du forklare hvad. NANOTEKNOLOGI er? Hvordan kan du forklare hvad NANOTEKNOLOGI er? Du ved godt, at alting er lavet af atomer, ikke? En sten, en blyant, et videospil, et tv, en hund og du selv består af atomer. Atomer danner molekyler eller

Læs mere

Folkeskolens afgangsprøve Maj 2006 Fysik / kemi - Facitliste

Folkeskolens afgangsprøve Maj 2006 Fysik / kemi - Facitliste Folkeskolens afgangsprøve Maj 2006 1/26 Fk4 Opgave 1 / 20 (Opgaven tæller 5 %) I sin kemibog ser Per denne tegning, som er en model. Hvad forestiller tegningen? Der er 6 svarmuligheder. Sæt 1 kryds Et

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Institution Uddannelse Fag og niveau Termin hvori undervisningen afsluttes: maj-juni 2011 Københavns Tekniske

Læs mere