Nový spôsob výroby vodíka je bezpečný, lacný a navyše neprodukuje nežiaduce sekundárne látky, ako je napríklad chlór.
Elektrolýza vody. Zdroj: RMIT
Zelený vodík nie je veľmi ekologický, pokiaľ na jeho výrobu spotrebujeme obrovské množstvo sladkej vody alebo ak vzniká toxický chlór ako vedľajší produkt. Výskumníci z Kráľovského technologického inštitútu v Melbourne v Austrálii (RMIT) prišli teraz s lacnou technikou, ktorá nerobí ani jedno, ani druhé.
Výskum zeleného vodíka expanduje
Výskum v oblasti výroby zeleného vodíka napreduje rýchlym tempom. Krajiny z celého sveta sa snažia etablovať a pripraviť na globálny trh s čistým palivom. Austrália má obrovský potenciál, jej ekonomika je zameraná na export a v krajine dominuje púšť, takže si je veľmi dobre vedomá svojho nedostatku sladkej vody. Obklopuje ju však Indický oceán a mnohé moria so slanou vodou.
Proces výroby zeleného vodíka z morskej vody je náročnejší ako pri sladkej vode. Je jej síce neúrekom, no problémom je, že v procese elektrolýzy vytvára nielen ióny vodíka a kyslíka, ale aj sodíka a chlóru, a tým spôsobuje rýchlu koróziu elektród. Okrem toho obsahuje i väčšie množstvo nečistôt a mikroorganizmov. Dôležité je preto myslieť na sekundárne produkty, ktoré sa vracajú po skončení celého procesu výroby naspäť do oceánov.
Muhammad Waqas Khan, Nasir Mahmood a Suraj Loomba. Zdroj: RMIT
Ide to aj bez chlóru
„Ak by sme mali vytvoriť pomocou slanej vody dostatočné množstvo vodíka pre celý svet, vyprodukovali by sme pri tom 240 miliónov ton chlóru ročne, čo je troj- až štvornásobok toho, čo potrebujeme,“ uvádza Nasir Mahmood, vedúci autor štúdie. Týmto spôsobom by sme nášmu životnému prostrediu uškodili.
Nový spôsob výroby zeleného vodíka nielenže nevytvára oxid uhličitý, ale nevytvára ani chlór. Zariadenie od RMIT využíva nový katalyzátor vyrobený z prvkov fosfor, molybdén a nikel (celá zlúčenina NiMo3P). V každej vrstve sú veľké póry, ktoré urýchľujú katalytickú aktivitu a prestup prvkov.
Okrem toho je do procesu pridaný tiež dusík, ktorý vykonáva množstvo funkcií vrátane zvyšovania vodivosti, optimalizácie elektronickej hustoty i povrchu a vytvárania nových aktívnych miest pre katalýzu. Dusík navyše pomáha zastaviť produkciu nechcených iónov a molekúl, čiže bráni tvorbe chlóru, a teda aj korózii.
Nový katalyzátor vyžaduje na svoju prevádzku veľmi málo energie a dá sa použiť pri izbovej teplote. Náklady na jeho výrobu by mali byť pomerne lacné a technológia nie veľmi náročná. „Naša metóda výroby vodíka priamo z morskej vody je jednoduchá, škálovateľná a v súvislosti s nákladmi efektívnejšia ako akýkoľvek iný spôsob, ktorý je v súčasnosti na trhu,“ uvádza Mahmood.
Vedci teraz plánujú vyrobiť zariadenie vo väčšom meradle tak, aby dosiahli cieľ austrálskej vlády, ktorým je výroba zeleného vodíka na úrovni 1,3 eura na kilogram. Pri takomto pomere sa stáva cenovo konkurencieschopným vo vzťahu k vodíku vyrábanému z fosílnych palív.
O výrobu zeleného vodíka sa pokúšajú viacerí
V súčasnosti pracuje na technikách elektrolýzy, ktorá generuje zelený vodík z morskej vody, veľa vedeckých tímov.
Čínski vedci vyvinuli minulý rok efektívne zariadenie, ktoré využíva rozdiely tlaku pár na spontánne odparovanie čistej vody z morskej vody, ktorá prechádza následne elektrolýzou. Medzinárodný tím publikoval tento rok v januári článok o povrchovej úprave štandardných elektrolyzérov, vďaka ktorej fungujú rovnako dobre aj v morskej vode. Ďalšia metóda, za ktorou stoja vedci zo Saudskej Arábie, zachytáva nielen vodík, ale i chlór a fosforečnan lítny, vhodný na výrobu batérií.
(JM)
