Utvikling av fotokjemiske reaktorar for hydrogenproduksjon i sjøvatn
Nye løysingar for hydrogenproduksjon i sjøvatn krev kompetanse innan fleire fagområde. Forskingsprosjektet samlar forskarar frå fleire fagmiljø ved Høgskulen på Vestlandet og samarbeidspartnarar i Noreg og internasjonalt.
Om prosjektet
Fotokjemisk vasspalting er ein metode der sollys blir brukt til å spalte vatn for å produsere hydrogen. Teknologien blir undersøkt internasjonalt som eit mogleg bidrag til framtidas hydrogenproduksjon.
Dagens hydrogenproduksjon er i stor grad avhengig av svært reint vatn. Dette avgrensar bruken i område med mangel på ferskvatn og ved hydrogenproduksjon til havs, der avsalting aukar både kostnader og energibruk.
Sjøvatn er eit mogleg alternativ, men den komplekse kjemiske samansetjinga fører til utfordringar knytt til korrosjon, avleiringar og redusert effektivitet. Tidlegare forsking i fagmiljøet har vist at hydrogen kan produserast i både simulert og naturleg sjøvatn.
Ei sentral utfordring er framleis effektiv separasjon av hydrogen og oksygen i prosessen. Prosjektet skal utvikle nye fotoelektrodemateriale og ein fotokjemisk reaktor for hydrogenproduksjon i sjøvatn.
Prosjektmål
Målet med prosjektet er å utvikle ein prototype på ein fotokjemisk reaktor for hydrogenproduksjon i sjøvatn under langvarig eksponering for sollys. Reaktoren skal kombinere nye fotoelektrodemateriale med eit innovativt reaktorkonsept som gjer det mogleg å separere hydrogen og oksygen under produksjonen.
Forskingsområde
Utvikling av materiale
Prosjektet skal utvikle nye fotoelektrodemateriale for fotokjemisk hydrogenproduksjon i sjøvatn. Arbeidet omfattar litteraturstudium, identifisering av aktuelle materialkombinasjonar og framstilling av fotoanodar og fotokatodar.
Målet er å utvikle materiale med høg stabilitet og effektivitet under salte forhold.
Optimalisering
Dei utvikla materiala skal analyserast og evaluerast for å kartleggje struktur, eigenskapar og ytelse. Fotoelektrodane blir deretter framstilte og optimaliserte før dei blir testa for fotokjemisk hydrogenproduksjon under langvarig eksponering for lys.
Arbeidet omfattar også studiar av stabilitet og degraderingsmekanismar for å forstå korleis materiala blir påverka over tid.
Utvikling av reaktor
Prosjektet skal utvikle ein prototype på ein fotokjemisk reaktor som gjer det mogleg å separere hydrogen og oksygen under hydrogenproduksjon i sjøvatn. Fotoelektrodane blir integrerte i reaktorsystemet, og det blir gjennomført testing av stabilitet, degradering og gass-separasjon.
Som ein del av arbeidet skal elektrodearealet skalerast opp til 10 × 10 cm². Målet er å demonstrere eit reaktorkonsept som kan bidra til vidare utvikling og oppskalering av fotokjemisk hydrogenproduksjon i sjøvatn.
Slik er prosjektet organisert
Prosjektet er eit tverrfagleg samarbeid mellom forskarar frå fleire institutt og fagmiljø ved Høgskulen på Vestlandet. Arbeidet byggjer på kompetanse innan hydrogenteknologi, materialvitskap og fotokjemi, og på samarbeid med nasjonale industripartnarar og internasjonale forskingsmiljø.
Formidling og vidare utvikling
Prosjektet vil publisere resultata i internasjonale vitskaplege tidsskrift og presentere arbeidet på nasjonale og internasjonale konferansar innan hydrogenforsking. Resultata vil også bli formidla gjennom webinar og faglege nettverk i samarbeid med internasjonale partnarar.
Prosjektet legg til rette for vidare oppskalering og testing av teknologien gjennom samarbeid med forskingsmiljø, næringsliv og innovasjonsaktørar. Resultata skal danne grunnlag for vidare utvikling, pilotering og framtidige forskings- og innovasjonsprosjekt.
Prosjektleiar
Involverte forskarar
Prosjektgruppa ved HVL:
Stipendiat: Isacfranklin Melkiur
Eksterne forskarar:
- Md Hujjatul Islam (NORCE)
- Shivatharsiny Yohi (Augustana University, South Dakota, USA)
- Punniamoorthy Ravirajan, (University of Jaffna)
- Darija Susac (University of Cape Town)
