VAD ÄR
VÄTGAS?

EGENSKAPER

Väte upptäcktes 1766 av den engelske kemisten och fysikern Henry Cavendish, som fann att en brännbar gas utvecklas när metaller löses i syror. Senare visade han att vatten bildas vid förbränning av denna gas. Det nyupptäckta grundämnet gavs därför namnet hydrogen, som betyder vattenbildare på grekiska. Svenska vetenskapsmän valde dock att använda namnet väte. Nedan avses vätgas (H_₂), det vill säga väte i gasform, samt dess egenskaper och användningsområden.

Vätgas är en färglös, luktfri och icke-giftig gas som är mycket brandfarlig. Den brinner i luft med en nästan osynlig, ljusblå låga. Tillsammans med oxygen bildar väte, vid antändning, en mycket explosiv gasblandning.

Vätgas har en hög benägenhet att läcka, sprider sig snabbt i luften och kan lätt tränga in i andra material. Densiteten är endast en fjortondel av luftens, vilket gör att gasen stiger snabbt uppåt vid ett eventuellt läckage. Vid tömning av rörsystem kan vätgas dessutom samlas i höga punkter och återvändsgränder. Vätgas har bättre värmeledning än de flesta andra gaser och en mycket låg kokpunkt, -253 °C vid atmosfärstryck.

Vätgas har unika egenskaper som gör det till en viktig aktör inom många industrier och teknologier. Den låga densiteten och det höga energiinnehållet per massenhet gör gasen till en idealisk energibärare, särskilt i samband med bränsleceller och framtidens gröna energitekniker. När vätgas används i en bränslecell reagerar det med oxygen och bildar elektricitet, värme och vatten – som enda restprodukt – en ren och miljövänlig process. Det gör vätgas till ett attraktivt alternativ i utvecklingen av hållbara transportlösningar och energilagring. Intresset för hållbart framställd vätgas växer snabbt, och forskningen fokuserar mycket på denna uppgift.

Vätgasdrivna fordon används redan i många länder och har potential att bli framtidens transportlösning. Men även många andra industrier drar nytta av vätgas – som faktiskt är det mest förekommande grundämnet i universum. Förutom vätgasdrivna fordon används vätgas bland annat inom den kemiska industrin, metallindustrin och läkemedelsindustrin.

Traditionellt framställs vätgas genom ångreformering av naturgas, vilket medför koldioxidutsläpp. Nya tekniker som elektrolys av vatten – där elektricitet spjälkar vattenmolekyler till vätgas och oxygen – gör det möjligt att producera vätgas helt utan koldioxidutsläpp, förutsatt att elen kommer från förnybara källor som vind eller sol. Denna så kallade gröna vätgas förväntas spela en central roll i framtidens energiomställning och bidra till att minska de globala CO_₂-utsläppen, samtidigt som det stärker energisystemens flexibilitet och lagringskapacitet. 

Vätgasens roll som energibärare sträcker sig även bortom bränsleceller. Gasen kan lagras och transporteras över långa avstånd, vilket gör den till en viktig komponent i framtidens energiinfrastruktur. Vätgas kan omvandlas till vätska vid extremt låga temperaturer eller lagras som gas under högt tryck. Flytande vätgas blir därmed ett kompakt sätt att lagra stora mängder energi. Denna flexibilitet är avgörande för att kunna integrera förnybara energikällor som sol och vind i energiförsörjningen – vätgas kan lagra överskottsenergi och frigöra den när behovet uppstår. På så sätt blir vätgas en nyckelkomponent i framtidens hållbara energilösningar.

MER OM
ANVÄNDNINGSOMRÅDEN

Väte är en mångsidig gas som med stor sannolikhet kommer att spela en viktig roll i framtidens energiomställning. Väte, även kallat hydrogen, har fördelen att vara ett rent och effektivt bränsle. Det kallas rent eftersom det inte producerar klimatpåverkande emissioner vid förbränning – den enda biprodukten är vattenånga. Vattenånga är ingen skadlig växthusgas och påverkar därför inte klimatet på samma sätt som till exempel koldioxid (CO₂), som bildas vid förbränning av fossila bränslen.

Väte är dessutom mycket väl lämpat som bränsle tack vare sin höga energitäthet. Det innebär att väte innehåller betydligt mer energi än en motsvarande mängd konventionellt bränsle – vilket gör det möjligt att producera mycket energi från en liten volym.

Gasen används framför allt som råvara vid framställning av ammoniak, metanol och andra viktiga kemikalier. Stora mängder väte används också i petroleumraffinaderier för avsvavling och omvandling av tunga fraktioner till lättare, mer efterfrågade fraktioner genom hydrokrackning. Inom livsmedelsindustrin används gasen för hydrering av animaliska och vegetabiliska oljor. Vid metallurgiska applikationer som värmebehandling, ugnslödning, bågsvetsning och plasmaskärning samt vid glas- och keramiktillverkning används vätgas för att skapa en reducerande atmosfär.

VÄTGAS INOM
OLIKA BRANSCHER

Gasen används i både vätgasfordon med förbränningsmotorer och elfordon drivna av bränsleceller. I bränslecellerna alstras el genom en elektrokemisk reaktion mellan vätgas och oxygen, varvid vatten bildas. Utveckling av bränslecellssystem för fartyg och flygplan pågår. Flytande väte används som drivmedel för raketmotorer. Gasens goda värmeledningsförmåga utnyttjas vid kylning av generatorer. På laboratorier används högren vätgas för kalibrering och analyser.