12/22/2016

Episode 49 - Hydrogen

Podkasten Teknisk Sett diskuterer hydrogen, det første grunnstoffet i det periodiske systemet. De snakker om hydrogenets isotoper, dets rolle i universet, bruken i brennselceller og potensialet for hydrogenproduksjon i Finnmark. De diskuterer også farene ved hydrogen og sammenligner det med bensin. Programlederne diskuterer også tungtvann og dets rolle i kjernevåpen. Til slutt forklarer de hvordan hydrogen fungerer i en brennselcelle.

00:00

Hydrogen er essensielt for universet, brukt i energiproduksjon, men finnes knapt på jorden i ren form.

10:38

Diskusjonen om hydrogenproduksjon fra ren energikilder og muligheten for å utnytte Finnmarks vindressurser for bærekraftig energi.

Transkript

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TU. Jeg sitter her med Odd-Rikard Valmått. Hei, hei. Hei, Odd-Rikard. Mitt navn er Jan Moberg. Jeg er sjef her i TU. Odd-Rikard, vi tar fatt på det periodiske systemet. Det gjør vi. Det er en lang affære, det er gitt da. Men fremst i rekken, hydrogen.

Hva skal vi kalle det da? Hindenburg-atomet? Ja, og til tross for at du og jeg er profffull av kunnskap, så har vi brakt inn en gjest i studio i dag for å hjelpe oss med dette. Vi må ha forsterkninger nå. Vi har fått med en professor i strukturkemi, Carl-Henrik Gørbits. Hei. Hei, Carl-Henrik. Nå er vi spente. Ja. Altså, hydrogen er jo for det første...

Nummer en i det periodiske systemet. Hvorfor? Og hva er det mest spennende ved hydrogenet?

Hydrogen er nummer en, for det har altså ett proton i atomkjernen. Det har alle hydrogenatomer. Det finnes ulike varianter av hydrogen. Det finnes vanlig hydrogen som utgjør nesten all hydrogen. Der er det ingen nøtroner i kjernen. Så har vi det såkalt tungt hydrogen, hvor det er et nøtron i tillegget kjernen. Det har vi det såkalt støyterium, som vi kjenner fra tungtvann blant annet.

Så finnes det også en tredje isotop av hydrogen, som heter tritium, hvor det er to neutroner i kjernen. Den finnes i øresmå mengder i atmosfæren, den er radioaktiv, og den...

Veldig, veldig lite. Så hydrogen alene har faktisk et eget periodisk system? Ja, du kan nesten si det sånn. Det er jo ikke uvanlig at grunnstoffer har isotoper, og hydrogen har altså to stabile isotoper, hvor en er den totalt dominerende, den vanlige hydrogenen som forholdet oss til, og så er det en av flere radioaktive isotoper i tillegg.

Vi må jo være veldig fornøyd med Deuterium her i Norge, ellers så hadde vi jo gått klipp av en del av krigshistorien vår. Og tv-serier og filmer. Ja, nå ble jo det overvurdert i forhold til hvor langt tyskerne hadde kommet, men likevel.

Det er ingen tvil om at det var spesielt for Norge. Men for å ta den mest vanlige arten, hva betyr det for oss? Hva er hovedkarakteristikkene? Hvorfor er hydrogen så viktig? For meg som også er interessert i astronomi, så er jo hydrogen viktig selvfølgelig, fordi hydrogen er nesten alt masse i universet.

Vi tenker jo ikke på det på jorden, men her er det ikke så mye hydrogen. Men solen er jo 99% hydrogen, og sånn er også universet sammensatt. Det er veldig mye hydrogen. Universet er hydrogen. Er ikke sola rundt 70% hydrogen over resten av helgen? Nei, det er mer enn det. Jeg husker ikke et tan i jorden, men det er nesten bare hydrogen.

For det er jo brennstoffet. Det er brennstoffet, ja. Det er kjernebrennstoffet. Så disse her gamle foreningene våre som definerte etter som et av grunnstoffene, var egentlig ikke så langt unna da. Det var bare det at det var hydrogen som var der ute. Men hydrogen har jo fått et nytt liv, bokstavlig talt, gjennom hydrogensamfunnet som har sporet av en gang og som prøver seg igjen nå som kjøretøy.

spesielt fordi det er anvendbart i brennselceller. Det kan bli et miljøveldig alternativ. Når du lager strøm i brennselceller, så får du bare vann. Problemet er at

Det finnes jo ikke hydrogen på jorda. Nei, det er en viktig misforståelse som jeg ofte hører, det er at man snakker om hydrogen som en energikilde, og det er det jo ikke. Det er en energibærer, og som du antyder så må man jo, det finnes ikke en sted hvor man kan borre jorden og få opp hydrogen, man må lage hydrogenen på et eller annet vis, og det koster energi sammen med hvordan man gjør det.

Ja, men det er veldig miljøvennlig da, når du først har det. Så da er det jo snakk om hvordan du fremstiller hydrogen som energivær. Og da skjønner jo vel de fleste etter hvert at det er ikke noe lurt å bruke kullkraft til å lage strøm som igjen lager hydrogen. Men i et sol- og vindsamfunn, da gjør det ikke noe om veien, for da vil du jo ha...

100% fornybar kraft å lage det. Det er en del utfordringer med såkalt alternativ energikilde, og det er ofte at energitettheten, som man sier, altså når du kan produsere mye energi, den er ikke alltid samsvarende med når energiforbruket er der. Og da er man i en situasjon hvor man sitter med mye energi som man ikke vet hva man skal gjøre med, den må brukes der og da, og da kan man jo for eksempel bruke den til å produsere hydrogen. Det er en mulig måte å gjøre det

Det er en batterieffekt da, egentlig? Ja, egentlig. Da bruker du hydrogen som et batteri og har lagrenergien i form av hydrogen i stedet for å pumpe vann opp i et basseng, for eksempel, som gjøres noen steder, eller ladebatterier for den saks skyld. Ja, men det er jo likevel, vi tenker jo ofte på, man sier at det er lite, eller ikke er hydrogen på jorden, vi tenker på H2O, vi tenker jo på verdenshaven og alt det. Vi

tenker jo at det er masse av det. Det er det, og verdenshavende er en uendelig kilde til hydrogen for oss. Totalt sett i masse, når vi snakker om jordens masse, så er det lite. Vi snakker om at vann utgjør under 0,4 prosent av jordens totale masse, og hydrogen er bare en liten del av det. Totalt sett er ikke hydrogen noen veldig vane element her, men vi har plent.

Vi har plent. Og hvis ikke så kan vi hente det outer space, er det så? Nei, det tror jeg aldri blir regningsvarende. Men det er en interessant, når du snakker om energi, en interessant bit ved dette med hydrogen, det er jo det at hvis man snakker om de utviklingsfører i verden og funksjonskraftverk,

Og da kan man jo ikke bruke vanlig hydrogen som kjernedrivstoff. Da må man ta utgangspunkt i deuterium som en energikilde. Og den er det jo ikke fryktelig mye av da.

Det er en veldig sjelden isotop, så da må man virkelig lete. Er ikke sånn at 1 av 5000 nøyrogenatomer er en driterium? Jeg trodde det var enda færre. Jeg trodde det var 1 av 42 000, men det skal jeg ikke si sånn i hodet. Men det er veldig lite, altså.

Det er også grunnen til at tungtvann er kostbart å fremstille, fordi det er så lite av det. Det blir spennende å se hvordan kjernkraftvirksomheten kommer til å utvikle seg. Er det andre områder hvor vi undervurderer hydrogenets tilværelse?

Det brukes jo i fryktelig kjemiske prosesser. Og så er hydrogen vesentlig, derav norsk hydro. De lagde kunstgjødsel. Nå er det Jara som gjør det. Norge har jo vært en hydrogenversjon. Ja, det kan man nok si.

Og derfor ble vi også en deuteriumnasjon. Det var et biprodukt. Det stemmer. Produksjonen av tungtvann på Rukan var egentlig bare et overskuddskraft fra kunstgjørelseproduksjonen som de brukte til det. Men hva skulle vi med tungtvannet egentlig i utgangspunktet? Vi skulle vel egentlig ikke noen ting med det. Det bare ble laget og lagret og solgt til Tyskland før krigen.

Etter hvert vil de ha det under krigen også. Hva brukte de det til, forutom våre spekulasjoner om kjernevåpen? Det var jo snakk om å bruke de i en kjernereaktor for å lage kjernevåpen. Det er mange måter å lage kjernevåpen på. Det amerikanerne endte med å gjøre, det var jo å lage en bombe basert på anriket uran.

Det var teknologi som krever at du driver manerikning, og det kunne ikke tyskerne, eller de ville ikke prøve seg på. De ville i stedet lave en bombe plassert på plutonium, hvor man brukte da...

plutonium som drivstoff, da trenger du ikke anrike det, men da trenger du å ha deuterium, eller tungtvann, som en moderator i reaktorene som skal produsere drivstoffet. Så det var det de skulle bruke dette til. Når vi hører at det er snakk om hydrogenbomber, hva snakker vi om da? Hydrogenbomber er jo en

Bombe hvor du prøver du faktisk gjenskaper den prosessen som er på solen med å omdanne hydrogen til helium i en fusjonsprosess og det gir et utrolig stort energiutbytte

Faktisk er en atombombe, en regulær atombombe, er tennsatsen i en hydrogenbombe. Du må ha ganske mye temperatur for å få det hele i gang. Men det er utgangspunktet for en hydrogenbombe. Jeg har hørt at folk tror at hydrogen spontant kan eksplodere, men det kan det ikke. På den måten er hydrogen ikke eksplosivt. Det er brennbart, det er det, men det er ikke eksplosivt.

Det er jo mye frykt forbundt med bruken av hydrogen i kjøretøyer. Blant annet, ja. Fordi de ser litt som får seg hinden bygg. Ja.

Det er ikke egentlig noe spesiellt grunn til det. Det finnes filmer på YouTube, og man kan gå inn og se på, altså selvfølgelig produsenter av hydrogendrevende biler som viser hvordan dette arter seg. Problemet er at når du tar fyr i en bensindrevende bil, så renner jo drivstoffet, det er jo en veske, renner ut på bakken, og du tar fyr på bakken rundt deg. Sprer det. Og sprer det veldig lett på mennesker og på klær og så videre sånn,

mens hydrogen er jo en gass, og i det øyeblikket denne tanken går hull på eller tar fyr, så går alt sammen rette vers, så du får ikke en sånn bakkeffekt som du gjør ved søl med bensin eller andre typer drivstoff. Så det er, sånn sett, så er det faktisk ikke så dumt altså. Nei, altså det som jeg har tenkt på noen ganger, er jo det enorme trykket i denne tanken bak bilen. Ja.

det er jo mange hundre bar. 700 bar. Det i seg selv har jo en eksplosiv kraft. Det kan du si, dette er ikke mitt spesialt, men jeg vil jo tro at teknologien ute og holde gass på plass i uttrykksanker er såpass godt velutviklet at det klarer man å håndtere. Det er jo ikke ståltanker, det er komposit. En ståltank blir jo revnet og eksplodert, mens det er jo

kompositstanker, karbonfiber. Nå bygges det ut hydrogenstasjonnettverk i Norge. Hydrogendrevene biler er jo også elbiler, som du var inne på. Hydrogen har jo bare en energiværer. Hva tror du om det?

Det er litt vanskelig å si. Du må gjøre et slags regnestykke på hvordan dette her bærer seg. Det er helt avhengig av hvor du tar elkraften fra. Som vi var inne på tidligere, hvis du skal produsere hydrogen fra kullkraft, så tror jeg ikke du energiekonomisk sett og fra miljøsynspunkt kommer noe spesielt gunstig ut av det. Da tror jeg nok en regulær elbil er å foretrekke, men har man hydrogen som du kan produsere fra andre rene energikilder, så blir nok det regnestykket annerledes.

Så det er veldig avhengig av hvem som setter opp egnestykket og hvilke faktorer du legger inn i det. Du får det svaret du vil. Men nå, Rikard, du har løsningen. Vinn og Finnmark. Ja, altså, det er jo forslag om å utnytte vindressursene i Finnmark til å lage hydrogen. Det er jo rett og slett for langt å føre strømmen til der de store forøker der. Men i stedet lage hydrogen og eksportere til Japan. Japanerne er veldig interesserte der. Mhm.

Og det blåser Finnmark hele tiden på en veldig gunstig måte, rett og slett på grunn av Finnmarksvidda, som ligger som en sånn plan bak vind. Så de får veldig jevn produksjon av vind, mye bedre enn på andre steder. Og det er jo en uttappet ressurs, som kanskje ikke lar seg utnytte fornuftig på noen måte til hydrogenproduksjon. I så fall så vil det jo være 100% rent produktutvikling.

Bare før vi gir oss hydrogen på tanken i bilen, elmotor, så er det en brenselcelle. Hva er det egentlig som skjer? Hvordan blir hydrogen til strøm som kan drive motoren?

Hvis du tar en hydrogenballong og setter fyr på den, så brenner den jo. Med et ganske lekkert drønn så får du et flott smel, og det er jo egentlig en brand, det er ikke en eksplosjon, det er en brand. Hydrogen binder seg til oksygen, og da er det vanndamp, og det gjør etter kjemiske begreper veldig store mengder energi. Du får ikke så mye glede av det, annet enn at det blir varme, men hvis du greier å separere disse reaksjonene i en brennselcelle,

For å få dette til å skje ved en kjemisk reaksjon, i stedet for en regulær forbrenning, så får man utnyttet energien som frigjøres til å produsere strøm. Det er en god kjemisk reaksjon. Som du var inne på også, det er en reaksjon som ikke avgir hverken CO2 eller nitrøse gasser, for eksempel, som er et problem med vann. Det heter selvfølgelig vann. Det heter selvfølgelig vann som er eneste av gassen.

Kommer du til å kjøpe hydrogenbil, sier jeg. Det får vi se på hvordan det utvikler seg. Det er jo både trispørsmål og litt logistikk og så videre. Dette var meget spennende. Takk til Carl Henrik Gørbit, professor i strukturkeomi. Vi kommer tilbake med mer, Odd-Ikart. Det gjør vi. Vi har jo bare tatt nummer 1. Vi må ta nummer 2 også. Det er helgjøvd. Takk for oss.

Teksting av Nicolai Winther

Nevnt i episoden

Hydrogen

Grunnstoffet som er hovedtemaet for episoden.

Teknisk Sett

Navnet på podcasten.

TU er en norsk mediebedrift som lager podcasten.

Odd-Rikard Valmått

En av programlederne i podcasten.

Jan Moberg

En av programlederne i podcasten.

Carl-Henrik Gørbits

Professor i strukturkemi som er gjest i podcasten.

Hindenburg

En luftskip som eksploderte i 1937, brukt som metafor for hydrogenets fare.

Deuterium

En isotop av hydrogen, viktig for kjernefysiske prosesser.

Tritium

En isotop av hydrogen, radioaktiv.

Tungtvann

Vann som inneholder deuterium, brukt i kjernefysiske prosesser og i krigen.

Solen

Solen er hovedsakelig sammensatt av hydrogen.

Universet

Hydrogen er det mest vanlige grunnstoffet i universet.

Brenselcelle

En teknologi som bruker hydrogen til å produsere strøm.

Hydrogen-samfunnet

En fremtidsvisjon der hydrogen er en viktig energikilde.

Kullkraft

En ikke-fornybar energikilde som kan brukes til å produsere hydrogen.

Vindkraft

En fornybar energikilde som kan brukes til å produsere hydrogen.

Finnmark

En region i Norge med mye vindkraftpotensial.

Japan

Et land som er interessert i hydrogen som energikilde.

Norsk Hydro

Et norsk selskap som produserer kunstgjødsel, som tidligere var en viktig kilde til tungtvann.

Rukan

En plass i Norge der tungtvann ble produsert.

Tyskland

Et land som var interessert i tungtvann under andre verdenskrig.

Kjernevåpen

Våpen som bruker kjernereaksjoner for å frigjøre energi.

Uran

Et radioaktivt grunnstoff som brukes i kjernevåpen.

Plutonium

Et radioaktivt grunnstoff som brukes i kjernevåpen.

Hydrogenbombe

En type kjernevåpen som bruker fusjonsreaksjoner.

YouTube

En plattform for å dele videoer på internett.

Nicolai Winther

Personen som har transkribert podcasten.

Deltakere

Host

Odd-Rikard Valmått

Host

Jan Moberg

Guest

Carl-Henrik Gørbits

Lignende

8/6/2020

Teknisk sett

Episode 285: Norge kan havne bakerst i hydrogenkappløpet

Se mer

10/1/2020

Teknisk sett

Episode 292: Moberg & Valmot: Statkraft ser håp for kloden

Statkraft har tittet i krystallkula og funnet at vi kan styre unna de verste klimakonsekvensene.

Se mer

10/15/2020

Teknisk sett

Episode 295 – Moberg & Valmot: Hydrogenstasjoner i Norge

Se mer

5/9/2024

Teknisk sett

Han vil gi norsk naturgass nytt liv

Seid AS vil øke verdien av norsk naturgass. I stedet for å sende den sørover til forbrenning, vil de demontere molyekylene til hydrogen og rent karbon. – Norsk naturgass har en fantastisk mulighet til å bli en kilde til hydrogen med lavt utslipp, sier Terje Hauan.

Se mer

1/5/2017

Teknisk sett

Episode 51 - Helium

Helium har vært her siden tidenes morgen, bokstavelig talt. Det er det nest vanligste grunnstoffet i universet. Men det er vanskelig å holde på gassen for oss mennesker, og i praksis er det en begrenset ressurs for oss. – Når en 17. maiballong sprekker, forsvinner heliumet ut i verdensrommet og er tapt for oss, forklarer professor i strukturkjemi Carl Henrik Gørbitz. Han er gjest i ukens podcast, og kan også forklare hvorfor helium er nummer to i det periodiske system, hvorfor det regnes som en ideell gass og hvorfor MR-maskiner kan ha spesiell nytte av helium. Han deler Odd Richards gryende bekymring for at vi kan gå tom for helium i verden, og ikke bare på grunn av 17. mai.

Se mer

3/23/2017

Teknisk sett

Episode 62 - Nitrogen

Vi har flere grunnstoffer å snakke om i Teknisk Sett, og denne gangen skal vi se nærmere på nitrogen. Dette er faktisk den gassen vi finner mest av i atmosfæren, og sammen med karbon, oksygen og hydrogen er den helt essensiell for at liv skal oppstå. Nitrogen spiller også viktige roller som plantegjødsel og sprengstoff. Men hvorfor har ikke naturen selv sørget for at plantene kan ta opp nitrogen på skikkelig vis, uten å bli maset på av kunstgjødselet? Den første planten som knekker den koden kan dominere kloden fullstendig, sier Odd Richard, og maler bildet av det grønne nitrogenmonsteret. Også denne gangen har vi fått faglig hjelp av Carl Henrik Gørbitz, professor i strukturkjemi ved Universitetet i Oslo.

Se mer

4/6/2017

Teknisk sett

Episode 64 - Oksygen

For 300 millioner år siden var det mye mer oksygen på jorda enn i dag, nærmere 35 prosent på det høyeste. Det førte blant annet til enorme insekter og antakelig voldsomme skogbranner. I dag er oksygeninnholdet i lufta 21 prosent, insektene er ganske normale og oksygen er fortsatt en nødvendighet for det meste av liv. Det er dessuten utgangspunktet for vår søken etter liv i verdensrommet: Søk etter oksygenet først, så er livet antakelig i nærheten. Og hvordan brukes egentlig oksygenet industrielt i dag? Vi får dessuten en liten gladhistorie om ozonlaget i ukens podcast, som altså handler om oksygen. Gjest i studio er Carl Henrik Gørbitz, professor i strukturkjemi ved Universitetet i Oslo.

Se mer

5/9/2019

Teknisk sett

Episode 192 - Derfor trenger vi hydrogen

Verden trenger en kjemisk energibærer som ikke slipper ut CO2, og det er hydrogen som peker seg ut. Det letteste grunnstoffet har egenskaper som gjør det godt egnet i mange sammenhenger. Det er lett å fremstille, og det kan lagre energi lenge. Ofte har det blitt hevdet at det er en konflikt mellom energilagring i batterier og hydrogen. Det er det ikke. Selv de mest ihuga H2-tilhengerne tror på batteribilen. Men når vi skal frakte tunge ting langt - slik som med trailere, tog, ferger og fly - er hydrogen et godt alternativ. Hydrogen egner seg også når vi i økende grad må lagre veldig store energimengder fra sol- og vindkraft over uker og måneder. I framtidens energisystem er det både batterier for korttidslagring og hydrogen for den lange. Hydrogen vil også bli en viktig gass når vi skal avkarbonisere de store industriene, slik som stålindustrien som i dag bruker enorme mengder kull. I dag snakker vi med en av Norges hydrogenveteraner, markedsdirektør i Sintef Industri, Steffen Møller-Holst, om utfordringene og mulighetene landet vårt har innen hydrogen.

Se mer

Laster