FinH2

Suomen kiitotie vetyliiketoimintaan 

Tutkijat: Tanja Kallio, apulaisprofessori, Moritz Rosenthal, Benjin Jin ja Lilian Moumaneix, sähkökemiallisen energian muuntaminen ja varastointi, kemian ja materiaalitieteen laitos, Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto 

Vedyn merkitys teollisessa tuotannossa on suuri. Sen käyttötarkoituksiin kuuluvat rikin poistaminen bensiinistä ja dieselistä sekä sitä käytetään pelkistysaineena terästeollisuudessa. Vaikka vety itsessään on lupaava energialähde kestävälle tulevaisuuden energiajärjestelmälle, sitä on perinteisesti tuotettu fossiilisilla polttoaineilla. Teollisten tuottajien hiilidioksidipäästöjen kustannusten noustessa vihreän vedyn tuotantoteknologioiden kehittäminen tutkimuksen ja tuotannon aloilla on lisääntynyt. Jalostamot ja terästeollisuus ovat kaksi alaa, jotka haluavat hyödyntää vihreää vetyä. 

Vedyn varastointi on hankalaa. Vaikka vedyllä on joitakin varastoinnin kannalta hyödyllisiä ominaisuuksia: se on erittäin kevyttä, mikä mahdollistaa suurempien määrien varastoinnin, ja se vaatii vähemmän tilaa kuin akut. Vety on kuitenkin uskomattoman pieni molekyyli, joka pakenee säiliöstä ajan mittaan. Vedyn varastointiratkaisut vaihtelevat käyttöskenaarion mukaan, esimerkiksi jos sitä käytetään suoraan polttoainelähteenä tai varastoidaan ja muunnetaan energiaksi polttokennojen avulla. Vedyn varastoinnin kesto ja pitoisuus vaikuttavat myös metalliputkiin ja säiliöihin, minkä vuoksi tehokkaat vedyn varastointiratkaisut ovat välttämättömiä. 

Aalto-yliopiston Kemian tekniikan korkeakoulu on mukana FinH2-yhteistyöprojektissa, jonka tavoitteena on tuottaa tehokkaampia ja vaihtoehtoisia elektrolyysiratkaisuja ja vetyteknologioita Suomen kilpailukyvyn parantamiseksi vetyalalla. Nykyiset sähköenergian muuntolaitteet edellyttävät kriittisten metallien, kuten platinan, käyttöä. Näitä metalleja on kuitenkin rajallinen määrä maapallon kuoressa. Aallon tutkijat tutkivat keinoja parantaa erilaisten sähkökemiallisten energianmuuntolaitteiden materiaali- ja energiatehokkuutta. Tavoitteena on vähentää merkittävästi kriittisten metallien määrää tai korvata ne kokonaan ja varmistaa, että laitteet toimivat mahdollisimman pitkään. Kaivostoimintaa ja kierrätystä koskevien vaatimusten raju vähentäminen tai poistaminen on lisäetu hiilipäästöjen vähentämisessä. 

Nykyään on olemassa vaihtoehtoisia elektrolyysitekniikoita, joissa ei ole kriittisiä metalleja. Ne ovat kuitenkin vähemmän tehokkaita kuin käytettävissä olevat teknologiat sekä uudet elektrolysaattorit, jotka käyttävät murto-osan nykyisestä platinamäärästä. Tämä on tärkeä yhteiskunnallinen valinta: olemmeko valmiita hyväksymään alhaisemman tehokkuuden vastineeksi kriittisten metallien säilyttämisestä? Tällaisiin kysymyksiin meidän on vastattava energiasiirtymän myötä.

Tutkijat: Tanja Kallio, apulaisprofessori, Moritz Rosenthal, Benjin Jin ja Lilian Moumaneix, sähkökemiallisen energian muuntaminen ja varastointi, kemian ja materiaalitieteen laitos, Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto 

Teksti: Peter Taggart