Hjem
Nye doktorgrader
Ny doktorgrad

Nye materialer for hydrogenproduksjon med CO2-fangst

Alexander Westbye disputerer 23.6.2021 for ph.d.-graden ved Universitetet i Bergen med avhandlingen "Combined materials for calcium-copper chemical looping technology".

Hovedinnhold

Det finnes ingen naturlige forekomster av ren hydrogengass, og man er derfor nødt til å fremskaffe industrielle kvanta av hydrogen ved bruk av ulike kjemiske prosesser. I dag får vi det aller meste av hydrogengassen vi bruker fra fossilt brennstoff, primært naturgass, ved såkalt dampreformering av metan. Denne formen for produksjon medfører store utslipp av CO2 som kan ha konsekvenser for klimaet, og det er derfor ønskelig å utvikle prosesser som fjerner CO2 fra hydrogenproduksjon.

En mulig løsning på dette problemet er karbonfangst og -lagring. Ideen er å fjerne CO2 fra dampreformeringsprosessen og deretter sende CO2 til bruk i andre industrielle prosesser eller til permanent lagring i geologiske formasjoner. Hinderet for vidstrakt implementering av denne typen teknologi er i all hovedsak investeringskostnaden samt tap av energieffektivitet relativt til prosesser uten fangstteknologi. Energieffektivisering og kostnadsreduksjon for fangstprosesser er derfor viktige fokusområder for forskning. Dette gjøres ved å utvikle nye prosesser og dertilhørende materialer.

Avhandlingen omhandler materialutvikling for en ny og lovende teknologi for hydrogenproduksjon med karbonfangst fra karbonholdige gasser: «calcium-copper chemical looping combustion technology» (Ca-Cu Looping). Denne prosessen krever materialer som inneholder kalsiumoksid (CaO) og kobber (Cu). Materialene må være stabile over lang tid ved høy temperatur (650 - 850°C) og moderat trykk (10 - 20 bar). Forskningen har resultert i to nye materialer for denne prosessen basert på mayenitt (Ca12Al14O33) og kalsiumzirkonat (CaZrO3). Mayenittmaterialene er testet i en 75 g testreaktor under realistiske prosessbetingelser med lovende resultater.

Materialene representerer trolig state of the art for Ca-Cu Looping. Dette kan bidra til en reduksjon i investerings- og materialkostnader, hvilket betyr at prosessen er ett steg nærmere en potensiell kommersialisering.

Personalia

Alexander Westbye (f. 1989) er opprinnelig fra Horten. Han er utdannet sivilingeniør (NTNU) med spesialisering innen kjemisk miljø- og reaktorteknologi. Forskningsarbeidet ble utført ved Institutt for Energiteknikk (IFE) og Universitetet i Bergen (UiB). Hovedveileder: Dr. Asunción Aranda (IFE). Biveiledere: Prof. Pascal D. C. Dietzel (UiB) og Dr. Luca Di Felice (tidligere IFE, nå Eindhoven University of Technology).