Vedci našli spôsob, ako vyrábať vodík z obyčajnej vody z kohútika
Vedci našli spôsob, ako vyrábať vodík z bežnej vody a to bez nutnosti drahej filtrácie.
Vodík sa stále častejšie spomína ako palivo budúcnosti. Jeho veľkou výhodou je, že pri jeho využívaní nevznikajú žiadne škodlivé emisie, len čistá voda. Môže poháňať ťažké nákladné autá, autobusy, vozíky v skladoch alebo slúžiť ako záložný zdroj energie pre nemocnice či dátové centrá. No na výrobu čistého vodíka je dôležité použiť efektívnu a spoľahlivú technológiu, ktorá ale doposiaľ vyžadovala extrémne čistú vodu. Na novinku upozornil portál Techxplore.
Presne tu prichádza na scénu nový výskum čínskych vedcov z Tianjin University, ktorí vyvinuli spôsob, ako umožniť PEM elektrolyzérom (proton exchange membrane elektrolyzérom) pracovať s bežnou, takzvanou „nečistou“ vodou priamo z kohútika.
Prečo je čistá voda tak veľmi potrebná?
Tradičné PEM elektrolyzéry sú veľmi citlivé na kontaminanty vo vode. Aj malé množstvo iónov môže poškodiť membránu, znížiť efektivitu výroby vodíka a skrátiť životnosť zariadenia. Preto sa dnes väčšinou používa ultračistá deionizovaná voda, ktorá sa ale musí predtým draho a energeticky náročné upravovať.
Vedci sa zamerali na úpravu katódovej vrstvy elektrolyzéra, kde dochádza k samotnému štiepeniu vody na vodík a kyslík. Použili oxid molybdénu MoO₃-x, ktorý vytvára silne kyslé prostredie priamo na povrchu katalyzátora. Tento špeciálny materiál, patriaci do skupiny takzvaných Brønstedových kyslých oxidov, pomáha znižovať tvorbu nežiaducej usadeniny a zároveň udržiava vysokú rýchlosť reakcie, teda výrobu vodíka.
Vďaka tejto úprave je možné použiť aj vodu s bežnými minerálmi a nečistotami, bez toho, aby sa elektrolyzér rýchlo poškodzoval alebo strácal výkon.
Neprehliadni
Viac ako 3000 hodín spoľahlivej prevádzky
Testy ukázali, že upravený PEM elektrolyzér dokáže bežať viac než 3000 hodín na nečistej vode pri štandardnom prúde 1,0 A/cm² a stále si udržiava porovnateľný výkon s elektrolyzérmi používajúcimi ultračistú vodu. To je obrovský krok vpred, pretože to znamená nižšie náklady na úpravu vody, menej údržby a predĺženú životnosť zariadenia.
Pomocou pH mikroelektród a elektrochemického mikroskopu vedci sledovali priebeh reakcií priamo v mieste katalýzy, čo im umožnilo presne pochopiť, ako oxid molybdénu reguluje miestne pH a zabraňuje degradácii membrány.
Prečo je to pre nás dôležité?
Vodík sa v budúcnosti môže stať kľúčovým zdrojom energie v rôznych oblastiach. Okrem ťažkej dopravy či skladovej techniky, kde je výhodou rýchle doplnenie paliva a nulové emisie, sa využíva aj ako záložný zdroj energie. Je to spôsob spoľahlivej zálohy, ktorá funguje aj pri výpadku elektriny. Vodíkové palivové články dokážu takúto zálohu zabezpečiť ekologicky a efektívne. Okrem toho sa vodík používa aj v priemysle na výrobu amoniaku, syntetických palív či pri rafinácii ropy.
Výskum z Tianjin University otvára cestu k lacnejším a praktickejším PEM elektrolyzérom, ktoré nebudú závislé na drahej ultračistej vode. To znamená, že výroba vodíka sa môže rozšíriť aj do oblastí, kde je čistá voda vzácna alebo drahá. Zároveň sa znížia náklady na údržbu a prevádzku, čo pomôže zrýchliť rozvoj vodíkovej ekonomiky.
Ak sa táto technológia rozšíri, možno už čoskoro nebudeš potrebovať nič viac než obyčajnú vodu z kohútika na to, aby si mal doma svoj vlastný zdroj čistého a udržateľného vodíka.
