Om nogle år laver vi måske selv vores strøm i kælderen på vores brændselscelle-anlæg. Det er forbundet til en gasledning, og producerer elektricitet ved hjælp af en kemisk proces mellem gassen og så ilt.
Anlægget er smart og klimavenligt og meget mere effektivt til at lave elektricitet end de nuværende teknologier på kraftvarmeværk.
Men vejen dertil er svær, for de dyre brændselsceller går til tider i stykker. Nu vil forskere på DTU Energikonvertering på Risø sammen med det private danske firma Topsoe Fuel Cells og flere europæiske samarbejdspartnere løse problemet.
Hvad kan brændselsceller holde til?
- Vi skal måle på, hvor meget brændselscellerne kan holde til i længden, og hvad der får dem til at gå i stykker, fortæller seniorforsker på DTU Henrik Lund Frandsen til dr.dk/viden.
Det handler om temperaturer - om mødet mellem kulde og varme.
Brændselsceller består af keramik, og man stakker dem typisk 100 af gangen i en firkant.
Revner som breder sig i keramikken
Når den kemiske proces er i gang, kan der bliver op til 800 grader varmt inden i midten, og det får materialet til at udvide sig.
Men de yderste dele af brændselscellerne er koldere, og derfor udvider de sig ikke så meget. I stedet opstår der dét, man kalder for trækspændinger, og det kan på et tidspunkt få keramikken yderst til at revne.
- Hvis der først er skabt en lille revne, så er der risiko for, at brændselscellestakken bliver ødelagt, siger Henrik Lund Frandsen.
Forskellig gas giver forskellig varme
Forskerne skal blandt andet eksperimentere med forskellige sammensætninger af gas og udnyttelsen af gasserne.
Der er forskel på, hvor meget varmen breder sig i brændselscellestakken, alt efter hvilken gas man bruger.
Og man kan også justere på, hvor meget strøm man trækker ud af brændselscellerne.
Det skal lykkes at finde hemmeligheden
Termiske felter er en udfordring for teknologiske keramiske komponenter.
- Man vil gerne have skidtet til at virke, og det kan man, hvis man er i stand til at sige, hvornår brændselsceller går i stykker og så styre uden om det, siger Henrik Lund Frandsen.
Prøver at genskabe en virkelig verden
Brændselsceller er meget dyre, så forskerne tager ikke bare en masse stakke og prøver sig frem.
De prøver tingene af på enkelte stakke af brændselsceller, og får på den måde en teoretisk forståelse af, hvad der sker.
- Og så propper vi de oplysningerne ind i computerprogrammer og får dem til at simulere, hvad der vil ske i stakkene i den virkelige verden, siger Henrik Lund Frandsen.
Oplysningerne fra forsøgene skal så videre til Topsøe Fuel Cells, hvis forskere regner på, hvad der vil ske under bestemte driftsbetingelser.