Vanliga metaller kan omvandlas till el och värme

2023-01-31 Slussen Building Services

Jordklotet är fullt av järn och aluminium. Metallerna finns i jordskorpan eller som skrot lite varstans. Förbränningsforskare vid Lunds Tekniska Högskola har börjat inse att dessa vanliga metaller fungerar alldeles utmärkt att förbränna för att göra el och värme av.  Med hjälp av sol- eller vindenergi kan det oxiderade pulvret sedan bli vanlig metall igen. Enligt forskarna är processen säker, billig och fossilfri. De hoppas på en testanläggning i Sydsverige där elproduktionen behöver byggas ut.    

Vid Lunds universitet finns en forskargrupp som hör till världseliten när det gäller förbränning. De vet i detalj vad som sker när fossila och biobaserade material oxideras och förvandlas till värme – och därmed hur processen kan effektiviseras.

Sedan några år har de med sina laserstrålar och höghastighetskameror även börjat studera brinnande metaller, främst järn och aluminium, och har redan hunnit publicera ett stort antal vetenskapliga artiklar inom området.

Varför detta nyvakna intresse? Jo, tillsammans med några forskargrupper i Tyskland, Kanada och Holland har de landat i slutsatsen att dessa vanliga metaller är så pass lovande som både energikälla och energibärare att de skulle kunna fungera som ett inslag i energiförsörjningen.

– Förbränning som process är fantastiskt bra, det är inte det som är problemet. Det är fel på bränslena. Åttio till nittio procent av världens energiförvandling sker med förbränning, säger Marcus Aldén, professor i förbränningsfysik vid LTH, Lunds universitet.

Billig, vanlig, säker, fossilfri och går att återanvända

Det finns flera fördelar med metallförbränning, enligt Aldén. Den släpper varken ut koldioxid eller skadligt sot. Den är också billig och säker att använda.

Och inte minst går det att återanvända det som blir kvar efter att metallen förbränts och värmen tagits om hand. Med hjälp av sol- eller vindenergi kan det oxiderade metallpulvret tas om hand och återskapas till sin ursprungsform. (se mer i faktaruta).

Bättre än vätgas för att lagra energi

Behovet av energilagring växer i takt med att andelen oplanerbar el från vind- och solkraft växer. När det är blåsigt eller soligt finns ett överskott av energi som bör användas till att bygga upp ett lager för dagar då tillgången till grön energi är sämre.

I samband med andelen väderberoende el växer sätt stora förhoppningar till att använda vätgas som energilager. Vätgasen behövs, men enligt Marcus Aldén har metaller flera fördelar för att lagra energi.

– Eftersom vätgas har ett så lågt energiinnehåll behöver man öka trycket när det ska lagras. Det medför ökade kostnader och skärper säkerhetskravet för lagring och transport, säger han.

Hoppas på anläggning i Barsebäck

Forskningen tog sin början år 2019 då Marcus Aldén fick 34 miljoner från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse för studier av förnybara bränslen, förutom metaller även biomassa och ammoniak. Sedan dess har han och kollegan Zhongshan Li, också professor i förbränningsfysik, publicerat sju vetenskapliga artiklar inom området.

– Det har tagit skruv ordentligt sedan dess. Vi kan fortsätta och publicera vetenskapliga artiklar, så vi har egentligen inget egenintresse i att skala upp tekniken. Men med tanke på dagens aktuella energidiskussioner och att Sydsverige snabbt behöver mer egen elpropduktion ser vi en möjlighet att testa tekniken i större skala.

– Varför inte i Barsebäck, där man talat om att bygga ett energicenter? föreslår han.

Metaller driver ett ölbryggeri

Kollegorna i holländska Eindhoven, som också forskar om metallförbränning, har inte publicerat lika många artiklar som kollegorna i Lund.

Däremot testar de tekniken i mer tillämpbar skala. Just nu bygger de en testanläggning i ett ölbryggeri där bryggeriets el och värme kommer från förbränning av järnpartiklar. Ungefär som ett litet kolkraftverk men där kolet är utbytt mot järn.

– Något liknande i Skåne och Sverige vore spännande, säger Marcus Aldén.

Så här går det till

1, Metallpulver, vanligtvis järn eller aluminium, sprutas in och förbränns genom att reagera med upphettad luft eller vattenånga. Värmen som frigörs kan användas för att driva turbiner som i sin tur producerar elektricitet. Alternativt kan man välja att producera vätgas och i så fall sker förbränningen med het vattenånga. Kvar blir metalloxid i form av ett pulver.

2, Med hjälp av elektrolys kan metalloxiden omvandlas till metall igen. Det kan göras genom att metalloxidpulvret hälls i en lösning med kryolit i vilken man stoppar ner två strömförande elektroder för att starta en kemisk reaktion (elektrolys). Som strömkälla används sol- eller vindkraftverk. Oxiderade järnpartiklar kan också reduceras med hjälp av vätgas.  Det finns också andra sätt.

Energitätheten:

Energiinnehållet i 200 liter Aluminium motsvarar ca 500 liter dieselolja.

200 liter aluminium kan också producera ca 60 kg vätgas.

Kostnaden

Järn och aluminium är inte är dyrare att använda än andra icke-fossila bränslen såsom vätgas och ammoniak när alla steg i processerna har inkluderats. Det visar preliminära kostnadsuppskattningar från Holland och Kanada.

Källa: Lunds Tekniska Högskola


 Dela     Tillbaka  

Årets första ExpoVent!

2026-01-09

Hela Sveriges ventilationsmingel, ExpoVent, kickar igång 2026 med besök i Gävle, Falun och Örebro 20-22 januari.


Ventilation

Innovationsupphandling av styrsystem för effekthantering

2026-01-09

Belok och BeBo vill vi inhämta synpunkter på kravspecifikationen och övriga villkor samt utröna förutsättningarna för att stimulera utvecklingen av styrsystem för effekthantering.


Allmän Automation/Styr- och Regler Energieffektivisering

PFAS-föroreningar behöver inte vara preskriberade

2026-01-09

I många kommuner pågår det rättsprocesser som handlar om PFAS-utsläpp. I en ny bok har Johanna Chamberlain, jurist och forskare i skadeståndsrätt, gått igenom aktuella lagar och flera pågående rättsfall.


Vatten & avlopp (yttre VA) Brand & säkerhet Utbildning & FoU

Ny elreserv klar

2026-01-08

Svenska kraftnät har tecknat ett avtal om en strategisk reserv för innevarande vinter med två olika elproducenter på sammanlagt 350 MW.


El Brand & säkerhet

Fel val av smörjmedel kan korta värmepumpars livslängd

2026-01-05

Valet av smörjmedel spelar en avgörande roll för hur hållbara och effektiva framtidens högtemperaturvärmepumpar blir, enligt en ny rapport från KTH.


Värme Kyla Utbildning & FoU

Föreslå din vinnare

2025-12-22

Några dagar ledigt? Då är det dags att fundera på vilken produkt, tjänst eller metodik du vill ska premieras med 25-årsjubilerande Stora Inneklimatpriset.


Ventilation Värme Kyla Nordbygg

Ny vd för Byggherrarna klar

2025-12-19

Styrelsen i Byggherrarna har utsett Sofia Hansdotter till ny vd för branschorganisationen. Hon tillträder den 1 april 2026 och efterträder Tommy Lenberg, som går i pension efter 13 år som vd.


Allmän Arbetsmarknad

Årskrönika 2025

2025-12-19

Snart har timglaset för 2025 runnit klart och det är dags att göra bokslut för året samt att se fram emot och planera för 2026.


Allmän

Lagrådsremiss för genomförande av EPBD

2025-12-19

Regeringen har beslutat om en lagrådsremiss för att genomföra det omarbetade EU-direktivet om byggnaders energiprestanda (EPBD). Förslagen innehåller bland annat uppdaterade regler för energideklarationer och regler som ska underlätta tillsyn.


Allmän Utbildning & FoU Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk)

Lär med Energipodden över jul

2025-12-19

Julen är snart här och med den en hel del lediga dagar. Missa inte chansen att vidareutbilda dig med Energipodden som produceras av Slussen.biz när du får en stund över.


Allmän Hållbarhet (social, ekonomisk och ekologisk) Energipodden