Hydrogen er en viktig alternativ kilde for fornybart brennstoff. Hydrogen er både billig og enkelt tilgjengelig, og kan spille en nøkkelrolle i å redusere forurensning fra transport. Imidlertid produseres hydrogen fremdeles fra fossilt brensel (dampomforming). Derfor må vi utvikle teknologi som både kan produsere og utnytte hydrogen på en effektiv måte.

En brenselcelle er en innretning som kan omforme brennstoff til kraft, strøm eller varme via en kjemisk reaksjon hvor vann er det eneste biproduktet. Noen brenselceller drives av hydrogen, og disse finner man i dag blant annet i en del kjøretøy. Disse brenselcellene er kalt PEM (proton exchange membrane) brenselceller.

Utfordringen med PEM-brenselceller er at de bruker dyre katalysatorer av metall som platina eller gull for å drive de kjemiske prosessene som omformer hydrogenet til strøm.

En annen type brenselceller, kalt keramisk brenselcelle («SOFC-solid oxide fuel cell» på engelsk) har ikke denne utfordringen. Disse brenselcellene kan bruke billige og miljøvennlige materialer istedenfor de dyre metallkatalysatorene. De har i tillegg en annen stor fordel: Samme system kan fungere begge veier: For eksempel kan den produsere veldig ren hydrogen hvis den tilsettes vann og energi, eller den kan i motsatt fall tilsettes hydrogen og produsere energi og vann.

I fremtiden kan man se for seg at en bil med en slik brenselcelle kan kobles til en vann- og strømkilde når den ikke brukes, for så å produsere hydrogen som brukes til å frembringe strøm når bilen skal kjøres.

Men, én utfordring må løses før denne type brenselcelle kan tas i bruk kommersielt: SOFC-brenselceller krever svært høye temperaturer (over 800 grader celsius) for å fungere. Med så høye temperaturer må man bruke dyre isolasjonsmaterialer, i tillegg til at sikkerhetsrisikoen er stor. Utfordringen ligger derfor i å utvikle et helt nytt materiale i brenselcellen, og er store krav til det nye materialet: Det må fungere like godt ved lave temperaturer, samtidig som brenselcellen fungerer like bra eller enda bedre enn dagens.

Forskere ved NTNU, SINTEF og UiO jobber sammen med forskere fra flere andre land for å finne en løsning på denne utfordringen. De jobber for å forstå de prosessene som skjer i brenselcellene ned til minste detalj slik at de vet hvilke faktorer som er avgjørende, og hva som skjer hvis faktorene endres. Basert på disse kunnskapene bruker de nanoteknologi til å utvikle nye og bedre materialer til bruk i brenselcellene.