Vätgas lyfts ofta fram som en viktig komponent i framtidens energisystem, särskilt för industriprocesser och transporter där direkt elektrifiering är svår. Den dominerande vägen till grön vätgas bygger idag på att solel eller annan fossilfri el används i elektrolysörer för att spjälka vatten. Denna väg fungerar, men kräver flera tekniska delsystem såsom elproduktion, kraftelektronik, nätanslutning och själva elektrolysören. Den är även ineffektiv resursmässigt. Därför finns ett växande intresse för tekniker som kan förenkla kedjan och producera vätgas mer direkt från sol och vatten.

Photreon är ett spin-off-bolag från Karlsruher Institut für Technologie, KIT, som utvecklar en lösning för att producera grön vätgas direkt från solljus och vatten utan elektrolysör och utan nätanslutning. Bolagets teknik bygger på fotokatalys, vilket innebär att ett ljusaktivt material absorberar solenergi direkt och använder denna energi för att driva spjälkningen av vatten till väte och syre. I stället för att först omvandla solljus till elektricitet och därefter använda elektriciteten i en separat elektrolysör, sker processen i ett sammanhållet steg i en fotoreaktorpanel.

En grupp på fyra personer
Teamet bakom Photreon framför prototypen. Från vänster: Anselm Dreher, Paul Kant, Maren Cordts, Michael Rubin. Foto: Amadeus Bransiepe, KIT.

Enligt artikeln har Photreon utvecklat en patenterad reaktordesign och visat en fungerande prototyp i en kvadratmeterskala. Systemet är uppbyggt som paneler med parallella V-formade rännstrukturer som fångar in solljus och leder det vidare till rörformiga reaktionskammare där fotokatalysatorn utför själva vattenspjälkningen. Konstruktionen ska enligt uppgift vara anpassad för industriell massproduktion, vilket är centralt eftersom ett återkommande problem inom fotokatalys inte enbart har varit katalysatorn i sig, utan att bygga skalbara reaktorer som fungerar utanför labbmiljö.

En annan viktig aspekt är kostnadsbilden. Artikeln beskriver att panelen byggs av relativt billiga standardmaterial som polykarbonat, polyeten och ett reflekterande lager av aluminium, och att kostnaden i Joule-studien uppskattades till omkring 22 dollar per kvadratmeter. Om sådana kostnadsnivåer kan kombineras med tillräcklig verkningsgrad och livslängd skulle tekniken kunna bli intressant som alternativ eller komplement till konventionell elektrolys, särskilt i solrika områden eller i decentraliserade tillämpningar där nätinfrastruktur saknas.

Artikeln framhåller att det som särskiljer Photreon från många andra aktörer är fokus på själva reaktorn snarare än enbart på att utveckla nya katalysatormaterial. I stället för att låsa lösningen till en specifik fotokatalysator försöker bolaget bygga en hårdvaruplattform som kan fungera med olika katalysatorer. Detta kan vara strategiskt viktigt om bättre katalysatormaterial utvecklas framöver, eftersom plattformen då i princip kan förbättras utan att hela reaktorkonceptet behöver göras om.

Samtidigt återstår viktiga frågor. Artikeln pekar på att den centrala nyckeltalen ännu inte är fullt redovisade för den faktiska vätgasproduktionen, särskilt den så kallade solar-to-hydrogen-verkningsgraden. I den refererade Joule-studien uppnåddes 5,8 procents effektivitet i en fotokemisk modellreaktion, men detta var inte samma sak som fullständig vätgasproduktion. Även långsiktig stabilitet är en central utmaning, eftersom reaktiva mellanprodukter kan bryta ned katalysatorer och andra komponenter över tid.

Ur ett omvärldsbevakningsperspektiv är Photreon ett intressant exempel på hur vätgasområdet fortsätter att breddas bortom klassisk elektrolys. Om bolaget lyckas höja verkningsgraden och visa långtidshållbar drift kan tekniken få betydelse för decentraliserad vätgasproduktion i exempelvis industriella nischapplikationer, avlägsna platser eller regioner med stark solinstrålning men begränsad elinfrastruktur. Samtidigt befinner sig lösningen fortfarande i ett tidigt kommersialiseringsskede, och det återstår att se om konceptet kan leverera konkurrenskraftiga prestanda under verkliga driftförhållanden.

Kontakt

Mer information