Doktorgrad om brenselceller


Den 10. november disputerer Henning Severson (39) ved Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet på UiS. Severson har studert hvordan brenselceller kan få økt levetid og yteevne. Forskningen har også gitt materialbesparende løsninger, som kan gi billigere produksjon.

I en brenselcelle omformes energien i gass direkte til strøm. Utvikling og produksjon av brenselceller har frem til i dag vist seg å være dyrt i forhold til tradisjonelle løsninger som forbrenningsmotorer.

Likevel har brenselceller mange miljøvennlige fordeler som gjør at interessen internasjonalt er stor. Noen slike fordeler er lavt støynivå, lave utslipp av CO2 og andre drivhusgasser og høy yteevne.

Høye temperaturer
I doktorgraden har Severson forsket på en plan faststoff-brenselcelle av typen solid oxide fuel cell (SOFC). Av eksisterende brenselceller på markedet er dette den typen som opererer ved høyest temperatur; i området 700-1000oC.

En høy driftstemperatur er ønskelig for å oppnå en høy virkningsgrad, det vil si mye strøm ut av cellen, men samtidig degraderes cellen raskere ved høye temperaturer.

Påvirker yteevnen
Avhandlingen består av to hovedstudier. I den første studien er det foretatt modellering og beregning av yteevnen til cellen. Dette er gjort ved å variere tykkelsen til elektrodene (anoden og katoden) og elektrolytten, samt ved ulike materialparametre og ved forskjellige driftsforhold.

Hensikten har vært å se hvilke av parametrene som har størst betydning for yteevnen.

Nedbryting
I den andre studien er det forsket på to viktige degraderingsmekanismer.

Den ene mekanismen er relatert til spenninger i cellen som skapes som følge av ulike temperatursoner inne i cellen ved ulike driftsforhold. Disse sonene har spesielt vist seg å variere mye med type brensel som benyttes, med færrest soner ved bruk av hydrogen og flest ved bruk av metan.

Den andre mekanismen som er studert er indre spenninger som følge av gjentatt oksidering av anoden. Begge disse degraderingsmekanismene kan under ugunstige forhold medføre at materialene i cellen ødelegges og at den derfor slutter å virke.

Bedre brenselceller
Avhandlingen har gitt økt kunnskap om hvordan en SOFC bør driftes for å holde en så lav degradering som råd, samtidig som cellen har en tilfredsstillende yteevne over tid.

Avhandlingen har også belyst viktige prinsipper for hvordan design kan være et viktig hjelpemiddel for reduksjon av både de termiske spenningene og de spenningene som skapes som følge av oksidering.
Forskningen kan bidra til å øke levetiden til cellen, men samtidig kan rett design også være både material- og kostnadsbesparende ved at det ikke produseres unødvendig tykke komponenter.

Forsker
Henning Severson har i sitt phd-arbeid vært tilknyttet Institutt for konstruksjonsteknikk og materialteknologi (IKM) ved UiS, hvor han i dag arbeider som forsker. Hans hovedveileder har vært professor Mohsen Assadi. Biveileder var Ole Andreas Songe-Møller.

Doktorgradsarbeidet har vært finansiert av Kunnskapsdepartementet.

Han disputerer torsdag 10. november 2011. Les mer om disputasen her.

Fra Klepp
Henning Severson er 39 år og fra Klepp i Rogaland. Han har tidligere sivilingeniørutdanning fra Universitetet for miljø- og biovitenskap (UMB) og økonomisk utdannelse fra Høgskolen i Agder.

Etter avlagt doktorgrad får Severson opprykk fra universitetslektor til førsteamanuensis ved UiS.


Sist oppdatert av Leiv Gunnar Lie (03.11.2011)

Skriv ut artikkel print symbol
Foto av Henning Severson, som disputerer ved Det teknisk-naturvitenskapelige fakultet den 11. november.
Henning Severson disputerer ved UiS med en avhandling om brenselceller.