Effektivare bränsleceller med hjälp av optisk fiber

Projektet har utvecklat ett system för att öka verkningsgraden hos bränsleceller. Idén bygger på ett patent av det skotska företaget Enocell och målet var att demonstrera konceptet i full skala hos en kanadensisk tillverkare av bränslecellsystem, Hydrogenics. Tekniken bygger på att med ljus stimulera kemiska reaktioner på bränslecellens elektroder, för att på så sätt öka cellens verkningsgrad. 

RISE har bidragit till utvecklingen genom att ta fram ett fiberoptisk system som möjliggör införande av ljus till den aktiva elektrod-stacken i bränslecellen.

Verkningsgraden för bränsleceller är bättre än till exempel förbränningsmotorer och avgaserna från en bränslecell är vatten, utan miljöpåverkan. Enocell har visat att effektiviteten hos en bränslecell kan förbättras ytterligare genom att införa en ljus-assisterad kemisk rening i cellen. Det förbättrade systemet ökar verkningsgraden och tillåter att cellen drivs med smutsigare bränsle. Tekniken kan väsentligt minska kostnaden för drift av bränslecellerna.

Från ett optiskt perspektiv är införandet av ljus till elektrod-stacken i cellerna, för att driva katalysatorfunktionen, den största tekniska utmaningen.

I projektet utvecklades miniatyriserade lösningar för att föra in ljus i bränslecellen, med hjälp av ljus-spridande optisk fiber med mycket liten diameter. De ljus-assisterade elektroderna integreras sedan i bränsleceller. 

En helt utvecklad lösning skulle kunna möjliggöra bränsleceller med väsentligt högre verkningsgrad och möjliggöra användningen av mindre rena bränslen. Lösningen skulle avsevärt kunna förbättra kostnadseffektiviteten vid användningen av bränsleceller och kan ha inverkan på områden som fordonsmotorer och energilagring.

RISE har, i projektet, utvecklat teknik för att tillverka ultratunn optisk fiber med en glasdiameter på 25µm (normal diameter är 125µm) samt teknik och moduler för att belysa elektroderna. Möjliga tillämpningar, utöver bränsleceller, är bland annat smarta katetrar, belysning, smarta kompositmaterial och miniatyriserade sensorer.