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  

Lyssningstips: Klotet - om parasiter i kranvattnet

2026-01-28

Rent dricksvatten känns som en självklarhet i Sverige. Men i Visby har man behövt hämta eller koka dricksvattnet i två månader då vattnet kontaminerats. Ämnet diskuteras i Sveriges Radios Klotet.


Vatten & avlopp (yttre VA) Brand & säkerhet

Landets unga ventilationsmontörer tävlar om finalplatser

2026-01-28

Den 2–4 februari genomför landets gymnasieelever, på inriktningen ventilation, ett uttagningsprov till finalen i SM Unga Ventilationsmontörer 2026.


Ventilation Utbildning & FoU Arbetsmarknad

Prisregn hos Föreningen Vatten

2026-01-28

Föreningen Vatten har utsett årets pristagare till sina fem vattenpriser. VATTEN-priset tilldelas Björn Gullefors, bolagsjuriset på Uppsala Vatten och Avfall.


Vatten & avlopp (yttre VA)

Legionella hittat på Gotlandsfärja

2026-01-28

Legionellabakterier har hittats i en hytt på en färja mellan Oskarshamn och Visby, rapporterar bland annat sverigesradio.se.


Allmän Brand & säkerhet

Höga ozonhalter från luftrenare utgör hälsorisk

2026-01-26

En gemensam granskning av Elsäkerhetsverket och Kemikalieinspektionen visar att flera luftrenare på den svenska marknaden avger för höga halter av ozon.


Ventilation Utbildning & FoU

Stora Inneklimatpriset - antalet förslag ökar...

2026-01-26

Förslagen till Stora Inneklimatpriset fortsätter komma in. Men kanske sitter du på vinnaren? Missa inte att lämna ditt förslag före 1 mars 2026. Prisutdelningen hålls på Nordbygg 23 april.


Allmän

Åtgärder för byggnader och energieffektivisering

2026-01-26

Regeringen flaggar för flera åtgärder kopplade till energieffektivisering och elektrifiering.


Allmän

Luftföroreningar kan öka risken för ALS

2026-01-23

Långvarig exponering för luftföroreningar kan kopplas till ökad risk för svåra nervsjukdomar som ALS och verkar även bidra till ett snabbare sjukdomsförlopp. Det visar en svensk studie från Karolinska Institutet.


Allmän Utbildning & FoU

Youtuber livesänder 24 h som ventilationsmontör i Ö-vik

2026-01-22

Den 29 januari intar Youtubern Manfred Erlandsson Örnsköldsvik, som praktiserande ventilationsmontör. Under 24 timmar livesänder han oavbrutet sina upplevelser från jobbet och Ö-vik utanför arbetstiden.


Ventilation Utbildning & FoU Arbetsmarknad

Ny version av Boverkets klimatdatabas

2026-01-21

Boverket har publicerat en ny version av sin klimatdatabas. Uppdateringen innebär bland annat att nya klimatdata för sju energislag har lagts till.


Allmän Utbildning & FoU