Grønn energi. Spillvarme fra industrien trenger ikke å forsvinne rett ut i lufta.
Grønn energi. Spillvarme fra industrien trenger ikke å forsvinne rett ut i lufta.

Kjemisk reaksjon kan ta vare på spillvarme

Det er mulig å utnytte varme fra industrien som ellers bare forsvinner.

Tre fjerdedeler av energien som produseres i verden, ender opp som spillvarme, viser en studie fra 2016.

– Når industrien produserer varme, går det meste tapt i atmosfæren, sier Perizat Berdiyeva. Hun har studert en metode som kan ta vare på og utnytte denne varmen.

– Varme under 100 grader kan faktisk gjenbrukes, sier Berdiyeva.

– Jeg er nå involvert i et prosjekt ved Danmarks Tekniske Universitet der vi skal bygge en reaktor og teste den i samarbeid med industrien, sier forskeren.

Skiller pulver og gass

Selve metoden er kjent fra før. Den bruker de kjemiske egenskapene til strontiumklorid og ammoniakk til å lagre varmen og deretter frigjøre den der man trenger den.

Strontiumklorid (SrCl2) er et salt av strontium og klor, mens ammoniakk (NH3) er en fargeløs, giftig gass med stikkende lukt.

Ett molekyl med strontiumklorid kan ta opp i seg åtte ammoniakk-molekyler. I denne prosessen frigjøres varme. Den omvendte reaksjonen tar til seg varme når ammoniakk skilles fra strontiumklorid.

Både med og uten ammoniakk i seg har strontiumklorid form som et pulver. Spillvarmen kan brukes til å sette i gang den kjemiske reaksjonen som skiller de to stoffene fra hverandre.

– Hvis vi har pulver av strontiumklorid med ammoniakk, vil varmen fjerne ammoniakken fra pulveret, og vi kan lagre ammoniakkgass separat i lang tid, sier Berdiyeva.

– Spillvarmen er nødvendig for å skille ammoniakk fra strontiumklorid. Det skjer rundt 50 grader, sier Berdiyeva.

– Når du vil slippe løs varmen, trenger du ikke bruke energi for å frigjøre den. Du åpner bare en ventil, og gassen går tilbake til pulveret. Denne reaksjonen frigjør like mye energi som var nødvendig for å skille dem i utgangspunktet.

Denne reaksjonen er også veldig reversibel, så du kan gjøre det så mange ganger du vil.

– Med klimaendringer og forsøk på å redusere energiforbruket vårt eller gjøre det mer effektivt vil små skritt fra forskjellige forskningsgrupper bidra mye, sier Perizat Berdiyeva.
– Med klimaendringer og forsøk på å redusere energiforbruket vårt eller gjøre det mer effektivt vil små skritt fra forskjellige forskningsgrupper bidra mye, sier Perizat Berdiyeva.

Bomarderes av nøytroner

Berdiyevas viktigste bidrag er at hun har studert denne reaksjonen ved hjelp av nøytronavbildning.

Ved å plassere eksperimentet i en nøytronstråle fikk hun bilder som viste hva som foregikk. Dermed kunne hun følge med på hva som skjedde under eksperimentet.

– Når strålen går gjennom prøven, endres strålens energi. En detektor i den andre enden oppdager endringen i strålen og et kamera slik at du kan se et bilde på datamaskinen, forteller hun.

De kan skanne reaksjonen mens den pågår og får mange, mange bilder.

De gjorde eksperimentet i begge retninger for å se hva som skjedde når ammoniakken ble absorbert og når den ble frigjort fra strontiumkloridet.

– Dette var første gang nøytronavbildning ble brukt til å studere slik varmelagring med ammoniakk. Prosessen var kjent, men den var ikke studert med nøytronavbildning slik at vi kunne se at reaksjonene faktisk pågikk.

Skal bygge reaktor

Nå skal hun ta denne kunnskapen i praktisk bruk.

– Basert på disse studiene vet vi at reaksjonen skjer, og vi vet om problemene vi kunne se med nøytronavbildning. Nå kan vi bygge en trygg og effektiv reaktor, sier Berdiyeva.

Prosjektet er et skandinavisk samarbeid. Berdiyeva har sin doktorgrad ved Universitetet i Oslo og Institutt for energiteknikk (IFE). Nå er hun i Danmark ved Danmarks Tekniske Universitet, og også forskere fra Sverige er involvert.

– Med klimaendringer og forsøk på å redusere energiforbruket vårt eller gjøre det mer effektivt vil små skritt fra forskjellige forskningsgrupper bidra mye. Jeg er glad for å være involvert i en slik gruppe, sier Perizat Berdiyeva.

Referanse:

Perizat Berdiyeva: Characterization of Heat Storage Materials with Neutron Scattering and Imaging Techniques. Doktorgradsavhandling ved Universitetet i Oslo, 2020. (Nettside på UiO om avhandlingen)

Clemens Forman mfl.: Estimating the global waste heat potential. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2016. Sammendrag. Doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.192

Powered by Labrador CMS