3M håber, at dets nye pulver kan hjælpe med at låse op for grøn brintproduktion

Et materiale 3M har arbejdet på i årtier kan være nøglen til at frigøre omkostningseffektiv produktion af grøn brint, en lovende, men dyr vedvarende brændstofkilde.

Produktet - 3M nanostruktureret-understøttet iridium katalysatorpulver - blev afsløret i sidste måned på Climate Week NYC. Pulveret bruges til at adskille brintmolekyler fra vand med vedvarende elektricitet, en proces kendt som elektrolyse.

Hvert 10 gram af stoffet kan hjælpe med at lave 10 tons brint og forhindrer 100 tons kulstofemissioner, sagde 3M seniorforsker Andy Steinbach. Det reducerer også mængden af ​​iridium - et sjældent og dyrt metal, der handles for $4.000 pr. ounce - der er nødvendigt til elektrolyseprocessen.

"Der er et stort behov for at reducere omkostningerne ved disse systemer, og vi synes, vi har fundet en rigtig god løsning," sagde Steinbach. "Det er ikke kun en mulighed for 3M, men endnu vigtigere for at håndtere klimaændringer."

Grøn brint er såkaldt, fordi den er fremstillet med vedvarende energi og ikke udsender kulstof, når den brændes som brændstofkilde – men det er meget dyrt at producere på denne måde, og som sådan har det været frustrerende uden for rækkevidde.

"Grønt brint har alt dette løfte, men det er ikke kommet op på skalaen," sagde Brian Ross, vicepræsident for vedvarende energi ved Great Plains Institute. "Ændringer i incitamenter og politik … skaber en mere bæredygtig business case."

Det amerikanske energiministerium har et mål om at bringe grøn brintproduktionsomkostninger ned til $1 pr. kilogram ved udgangen af ​​årtiet - mindst en 80% reduktion - hvilket ville gøre det lige så dyrt eller endda billigere end konventionelt produceret brint. Den nyligt vedtagne Inflation Reduction Act har en skattefradrag på 3 USD pr. kilogram, som forventes at sætte gang i grøn brintproduktion.

"Det fungerede med sol og vind," sagde Ross om regeringens incitamenter til ren energi. "Vi vil se på markedet, hvordan forskellige teknologier udspiller sig."

3M's katalysatorpulver er stadig i de tidlige stadier af kommercialisering, og den Minnesota-baserede virksomhed arbejder sammen med Department of Energy for at bringe det på markedet. Globalt forventes grøn brint at vokse ti gange til en industri på 4,3 milliarder dollars i 2026, efterhånden som producenterne skalere op.

"Der er en masse momentum på dette marked," sagde Tim Yamaya, en virksomhedsejer hos 3M Ventures. "Vi kan løse nogle af de smertepunkter, der forhindrer skala, og fremstille det lige her i USA."

Det meste af brint, der bruges i dag, er lavet af naturgas ("grå" brint), hvilket mindsker dets positive miljømæssige egenskaber. "Blå" brint søger at opfange kulstofemissioner, når det er lavet af naturgas.

CenterPoint Energy og Xcel Energy, Minnesotas største naturgasudbydere, har lanceret pilotprojekter om grønt brint, der sætter gassen ind i eksisterende rørledninger sammen med naturgas – selvom eksisterende infrastruktur og apparater ikke kunne håndtere et skift til 100 % brint.

"Dette højværdi og begrænsede brændstof skal virkelig parres med de 10-15 % af økonomien, som ellers ville være meget svære at dekarbonisere," siger Margaret Cherne-Hendrick, senior leder for innovation og effekt hos Fresh Energy.

Disse anvendelser omfatter energiintensive industrier som stålfremstilling, ammoniakproduktion til gødning og transport – eller endda i selve raffinering af fossile brændstoffer, hvor størstedelen af ​​industriel brint bruges.

Det Internationale Energiagentur vurderer, at en ambitiøs vedtagelse kan eliminere brugen af ​​14 milliarder kubikmeter naturgas om året og 360.000 tønder olie om dagen i 2030.

"Vi skal være meget forsigtige, hvor vi parrer grøn brint med slutanvendelser på tværs af økonomien, og når det er muligt, bør vi samlokalisere produktion med forbrug," sagde Cherne-Hendrick. "Det er stadig ressourcekrævende, med stort behov for vand og el."

Sidste år var den første demonstration af stål produceret ved hjælp af grøn brint, og en flåde af tog, der kører på brintceller, er for nylig begyndt at køre i Tyskland.

"Som en, der har været i dette rum i lang tid, er det opmuntrende at se momentum," sagde Steinbach.

Grundopfindelsen bag katalysatorpulveret kom fra en 3M-forskers arbejde i 1980'erne, sagde Steinbach, og for omkring et årti siden blev dets anvendelse i elektrolyse opdaget.

Hvis pulveret kan bidrage væsentligt til at reducere elektrolyseomkostningerne, kan grøn brint fortsætte sin stigning.

"Omkostninger er en af ​​de vigtigste barrierer," sagde Steinbach. "Vi ser en masse fremskridt i retning af den barriere." + Udforsk yderligere

Grøn brint lyder som en gevinst for udviklingslandene. Men omkostninger og transport er problemer

©2022 StarTribune. Distribueret af Tribune Content Agency, LLC.