Może dostarczyć czysty wodór w znacznie niższej cenie
Naukowcy z Uniwersytetu w Birmingham opracowali nową metodę produkcji wodoru, która działa w znacznie niższych temperaturach niż obecne technologie.
Przełom mógłby uczynić czystą produkcję wodoru tańszą i umożliwić fabrykom produkcję wodoru z wykorzystaniem ciepła odpadowego, które w przeciwnym razie po prostu by zniknęło.
Przeczytaj: Dlaczego dwutlenek węgla chłodzi górne warstwy atmosfery – podczas gdy ogrzewa Ziemię poniżej
Badanie, opublikowane w International Journal of Hydrogen Energy, koncentruje się na specjalnym materiale zwanym katalizatorem perowskitowym. Ten katalizator potrafi znacznie efektywniej rozszczepić wodór i tlen niż obecne metody termochemiczne.
Dlaczego potrzebujemy czystszego wodoru
Wodór jest uważany za jedno z najbardziej obiecujących czystych paliw przyszłości, ponieważ wytwarza wodę i ciepło tylko wtedy, gdy jest używany.
Może także zasilać ogniwa paliwowe, które generują prąd bez emisji ani kropli dwutlenku węgla.
Niemniej jednak większość wodoru dziś nadal pochodzi z paliw kopalnych, takich jak gaz ziemny – co powoduje duże emisje gazów cieplarnianych.
Naukowcy od lat szukają czystszych sposobów produkcji wodoru. Jedną z obiecującej metod jest termochemiczne rozdzielanie wody, gdzie do rozdzielania wody na wodór i tlen wykorzystuje się ciepło i katalizatory.
Problem polega na tym, że dzisiejsze systemy wymagają bardzo wysokich temperatur – często od 700 do 1000 stopni Celsjusza, aby woda się rozdzieliła, oraz nawet do 1300-1500 stopni, aby zregenerować katalizator i móc go ponownie użyć. Te temperatury sprawiają, że proces jest zarówno kosztowny, jak i energochłonny.
Przełom: katalizator, który wytrzymuje niższe temperatury
Zespół badawczy w Birmingham, kierowany przez profesora Yulonga Dinga, znalazł sposób na znaczne obniżenie tych temperatur. Roztworem był specjalnie zaprojektowany katalizator perowskitowy z baru, niobu, wapnia i żelaza.
Te materiały są stosunkowo powszechne, nietoksyczne i łatwiejsze do produkcji niż wiele zaawansowanych katalizatorów.
Naukowcy odkryli, że nowy katalizator może wytwarzać znaczne ilości wodoru w temperaturach nawet od 150 do 500 stopni Celsjusza. Katalizator może być również regenerowany w temperaturach od 700 do 1000 stopni – czyli około 500 stopni niższych niż wymaga wiele obecnych technologii.
Ciepło odpadowe z przemysłu może stać się zasobem
Niższe temperatury przynoszą duże praktyczne korzyści. Wiele gałęzi przemysłu ciężkiego – takich jak huty stali, cementownie, produkcja szkła i przemysł chemiczny – wytwarza ogromne ilości ciepła odpadowego podczas normalnej pracy.
Według naukowców, to ciepło odpadowe może potencjalnie zostać wykorzystane do napędzania produkcji wodoru od razu i tam.
Produkcja wodoru blisko miejsca, gdzie będzie używany – zmniejsza także potrzebę kosztownej infrastruktury transportowej i magazynowej – co wciąż jest jedną z największych przeszkód dla masowego wykorzystania wodoru.
Może być tańszy niż zarówno zielony, jak i niebieski wodór
Zespół przeprowadził także wczesną analizę ekonomiczną tej technologii. Wyniki sugerują, że nowy proces może wytwarzać wodór przy niższych kosztach niż zarówno zielony wodór (wytwarzany elektrolizą zasilaną energią odnawialną), jak i niebieski wodór (wytwarzany z gazu ziemnego z wychwytywaniem dwutlenku węgla).
Przewaga kosztowa może być szczególnie istotna w krajach z obfitością energii odnawialnej i niskimi cenami energii elektrycznej – takich jak Australia.
Patent w toku i gotowy do komercjalizacji
Badania prowadzono we współpracy z Uniwersytetem Nauki i Technologii w Pekinie. Uniwersytet w Birmingham już złożył wniosek patentowy na tę technologię i obecnie poszukuje partnerów komercyjnych do dalszego rozwoju tej technologii.
Naukowcy twierdzą, że nowy katalizator pozostał stabilny przez co najmniej 10 cykli produkcyjnych, z niewielkimi widocznymi uszkodzeniami strukturalnymi podczas testów. Uważają, że technologia ta może być ważnym krokiem w kierunku czystszej i tańszej produkcji wodoru w przyszłości.
Czytaj dalej na Sporten: Manchester United ma wszystko do zyskania na podpisaniu przez Lewandowskiego