Vetypolttokennolla sähköä tuottavia motorisoituja kaksipyöräisiä ei vielä taida olla tuotannossa, autoja kylläkin. Polttokennolla varustettu sähköskootteri tarvitsisi järeän ja painavan paineenkestävän tankin kaasumaisen vedyn säilytykseen, mikä on jarruttanut kehitystä.
Fraunhofer IFAMin kehittämä tehopasta on kuin harmaata hammastahnaa, ja tarjoaa vetypolttoaineen käyttöön huomattavasti käytännöllisemmän vaihtoehdon.
Pastamuodossa vedyn säilyttäminen, kuljettaminen ja jakelu on helppoa ja turvallista. Se ei myöskään tarvitse uutta tankkausinfrastruktuuria toimiakseen, kerrotaan Fraunhofer IFAM:in tiedotteessa. Pastaa voidaan myydä kanistereissa tai patruunoissa. Lisäksi se on nestemäistä ja pumpattavissa.
Powerpaste perustuu magnesium-hydridin käyttöön. Teknologian on kehittänyt Dresdenissä toimiva Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials eli IFAM.
Vetyä joko suoraan polttavat tai polttokennossa sähkön tuottoon käytetyt ratkaisut joutuvat nykyisellään varastoimaan kaasun jopa 700 barin paineen kestäviin kookkaisiin ja raskaisiin säiliöihin. Säiliön vety palaa polttoainekennossa, joka tuottaa sillä sähköä, jolla puolestaan annetaan teho ajoneuvon moottorille. Niiden huoltoasemien määrä, joka jakaa myös vetyä polttoaineena on ainakin Saksassa kasvussa, joten vastaavien autojen määränkin odotetaan kasvavan.
Kemiallinen sekoite
Tehopastassa vety on säilöttynä kemiallisesti magnesiumhydridin kanssa, ja sitä voi säilyttää huoneenlämmössä ja normaalipaineessa. Pasta säilyy muuttumattomana jopa +250 Celsiusasteen lämpötiloihin asti, joten se on turvallista vaikka sähköskootteri tai -moottoripyörä seisoisi auringonpaisteessa tuntikausia.
Lisäksi tankkaaminen on helppoa: poistetaan tyhjä patruuna ja laitetaan täysi tilalle. Lisäksi täytetään vesitankki vedellä. Molemmat toimenpiteet voidaan tehdä myös kotona.
Tehopastan ainesosana on magnesium, joka on yksi maapallon yleisimmistä alkuaineita ja siten myös helposti saatavilla oleva materiaali. Magnesiumjauhe yhdistetään vedyn kanssa, jolloin saadaan magnesium-hydridiä prosessissa, jonka lämpötila on noin 350 astetta ja paine 5-6 kertaa ilmakehän paine. Sen jälkeen lisätään esteriä ja metallisuolaa lopullisen tuotteen muodostumiseksi.
TRL 5 demogeneraattori, joka ruokkii Powerpaste-tahnan avulla 100-wattista vetypolttoainekennoa.
Osa vedystä tulee vesitankista
Ajoneuvossa pastaa työnnetään patruunasta männän avulla eteenpäin. Kun ajoneuvon tankista lisätään vettä pastaan, kemiallinen reaktio vapauttaa vetyä, jonka määrää sitten ohjataan polttokennolle tarpeen mukaan.
Varsinainen juju on siinä, että vain puolet vedystä tulee tehopastasta, ja loput säiliön vedestä.
Tehopastassa on valtava energian varastointitiheys, merkittävästi parempi kuin vedyn korkeapainetankkien ja jopa 10 kertaa korkeampi kuin akkujen.
Se tarkoittaa sitä, että vetytahna mahdollistaa samanlaiset tankkausvälit - tai jopa pidemmät - kuin bensa- tai dieselajoneuvoilla.
Suuri energiatiheys tekee sen, että Powerpaste on kiinnostava vaihtoehto autojen tai jakeluajoneuvojen energialähteenä tai sähköajoneuvojen ajomatkojen pidentämiseen. Se sopii myös isojen dronejen käyttöön. Nämä pystyisivät siten lentämään jopa tuntikausia etsintä- tai pelastustehtävissä.
Toista ääripäätä edustaa sitten se, että pastakäyttöinen pienikokoinen vetysähkögeneraattori voisi tuottaa virtaa vaikka kahvinkeittimen käyttöön leirielämässä.
Pastamuodossa vetyä on myös helppo rahdata, koska se ei tarvitse painesäiliötä tai äärimmäistä kylmyyttä kuten nestemäiseksi jäädytettyä vetyä kuljetettaessa.
Fraunhofer IFAM käynnistää tänä vuonna tuotantolaitoksen, jossa Powerpastea tuotetaan alkuun noin neljä tuhatta kiloa vuodessa.
Ratkaisu kuulostaa käytännölliseltä ja toimivalta, joten on mielenkiintoista nähdä, syntyykö sen ympärille käytännön sovelluksia.
Teksti Erkki Mäki, kuvat IFAM.