Vätgas

Väte är det minsta grundämnet uppbyggt av endast en proton och en elektron. Rent  förekommer ämnet normalt som en gas med par av väteatomer, H₂ . Även om väte är universums vanligaste ämne består jordskorpan endast av 0.14% väte och där oftast inte i form av fri vätgas, utan framför allt i kemiskt bunden form. Där majoriteten är bundet i kolväten eller vatten. Det är dock kemiskt obundet väte som har slagkraft som bränsle.

I solens fusion är det fritt väte som är den primära bränslekällan. Mindre atomkärnor smälter samman till större, energisnålare kärnor och energi frigörs. Energi som ger solen sin oerhörda temperatur. Artificiell produktion av fusionskraft på jorden har undersökts i årtionden, men än så länge med energiförluster som resultat, då framställningsprocesserna har varit alltför energikrävande. Kort sagt frigörs mycket energi när väte slås ihop med andra atomer och därmed krävs det än mer energi för att slita itu strukturerna.

Produktion

Ång-metanreformering står för den absoluta majoriteten av världens vätgasproduktion. Vanligtvis naturgas hettas upp tillsammans med vattenånga till flera hundra grader över en nickelkatalysator och vätgas samt olika sammansättningar kol och syre bildas. Produktionen är billig, men med nackdelen att en viss mängd växthusgaser alltid släpps alltid ut som avgaser. Dessutom  används ofta fossila bränslen för upphettningen, vilket leder till ytterligare utsläpp.

Den näst vanligaste metoden för vätgasproduktion är elektrolys av vatten. Vattenmolekyler spjälkas när en spänning läggs över en saltlösning och syre- och vätgas skapas. Processen är i dagsläget dyrare än ovanstående men kan göras helt utan utsläpp om elektriciteten är fossilfri. Ett grönare alternativ till ång-metanreformering skulle kunna vara pyrolys av metan. Syrefri upphettning av metan ger, till skillnad från ångreformeringen, fast koldioxid som restprodukt. Således kan koldioxiden lagras och produktionen skulle kunna vara utsläppsfri om tillförd värme är fossilfri. Metoden är dock ännu sällsynt.

Applikation

Majoriteten av allt producerat väte används idag i diverse industriella och kemiska processer. Ammoniak-, metan och stålproduktion är några exempel. Förhoppningen är att kunna öka användningen av vätgas bland annat i elproduktionen och transporter. Vätgasens potentiella, eller med andra ord, lagrade energi kan utnyttjas i en flexibel energiproduktion. Och eftersom ämnet också har hög energitäthet, det vill säga mycket energi förpackat i ett litet paket, skulle vätgasdrivna fordon tankas mer sällan och än fortare jämfört med endast laddningsbara fordon. Lättare fordon och längre färdsträckor utan omtankning är två av anledningarna till att det är vätgas-, och inte elflyg, som är Airbus målsättning för att kommersiellt flyga koldioxidneutralt 2035. För att kunna driva flygplan, producera stål eller el vid behov, krävs dock att den gröna vätgasproduktionen blir betydligt billigare än i dagsläget.