Powerpaste, wodór zaklęty w pastę, paliwo przyszłości, wodór

Powerpaste, czyli wodór zaklęty w pastę. Opowiadamy o wyjątkowej formie potencjalnego paliwa przyszłości

Wielu uważa wodór za jedyne słuszne paliwo przyszłości. Obecnie wykorzystuje się go bezpośrednio w silnikach spalinowych i znacznie częściej do produkcji specjalnych ogniw paliwowych, które w kontakcie z tlenem są odpowiedzialne za generowanie energii elektrycznej. Wiele firm i projektów chce przekuć wodór na paliwo, które na stałe połączy się z naszym życiem, ale równie wiele rezygnuje z niego po pewnym czasie, uznając problem z jego produkcją oraz infrastrukturą za nie do obejścia w obecnych czasach. Wśród nich znajdziemy jednak istne wisienki na torcie pokroju zaklętej w ogniwa paliwowe Powerpaste, którą zawdzięczamy naukowcom z Instytutu Fraunhofera Produkcji Technologii i Zaawansowanych Materiałów IFAM.

Obecnie zdecydowanie największe problemy wodoru sprowadzają się do jego produkcji. Ten pierwiastek chemiczny, jako bezwonny, bezbarwny łatwopalny gaz, może jest jednym z najczęściej spotykanych pierwiastków na Ziemi, a nawet Wszechświecie, ale jego pozyskanie w użytecznym stanie nie jest łatwe i proste, a tym samym tanie. Obecnie wykorzystuje się do tego najczęściej reforming parowy gazu ziemnego, ale też bardziej energochłonną elektrolizę wody. 

Czytaj też: Czym jest Infinity Cache? To wręcz rewolucyjna cecha kart graficznych AMD

dostęp do paliwa wodorowego, woda i aluminium, paliwo wodorowe

Wielu wiąże przyszłość z tym drugim podejściem, w ramach to którego ludzkość będzie wykorzystywać nadmiarową energię czerpaną z farm słonecznych i wiatrowych do produkcji wodoru. Takie podejście rozwiązuje jeden z największych problemów elektrowni źródeł odnawialnych – wymóg stosowania kosztownych magazynów energii. To z kolei może zapewnić właścicielom elektrowni dodatkową formę zarobku ze sprzedaży wodoru.

Ten wodór z kolei może trafiać np. w ręce producentów Powerpaste, czyli dosyć wyjątkowego żelu/pasty, mającego potencjał na zrewolucjonizowanie systemów czerpania energii z wodoru. Na ten moment nie znamy dokładnie przyszłości Powerpaste, której szczegóły ujawniono na początku 2021 roku z planem ruszenia z produkcją nawet 4 ton do jego końca. Pewne jest jednak, że w tym produkcie drzemie ogromny potencjał godny patentu, którego zresztą doczekał się w USA i Unii Europejskiej. Jak ogromny? O tym poniżej.

Czym jest i co umożliwia Powerpaste, czyli „wodorowa pasta”?

Potencjał na wykorzystywanie wodoru w motoryzacji, czy energetyce przyszłości jest ogromny, ale niektóre problemy z nimi związane są nie do przeskoczenia. Mowa wspomnianym już braku infrastruktury, wyzwaniach związanych z jego magazynowaniem i nawet samej wybuchowej naturze wodoru. Brzmi to, jak wyzwanie, którego przeskoczenie wymaga przynajmniej dekady, ale tutaj oto wchodzi PowerPaste. Jedno „wodorowe cudo”, które poza kwestią produkcji, rozwiązuje większość problemów wodoru od ręki.

Powerpaste, to zupełnie nowe i obiecujące podejście do wykorzystania wodoru w transporcie. Finalnie może sprawić znaczące rozpowszechnienie się pojazdów elektrycznych na wodór (i nie tylko pojazdów), choć jest do tego jeszcze długa droga. Bez rozwiniętego przemysłu produkcji wodoru nie możemy tak naprawdę niczego przewidzieć.

Czytaj też: Windows Terminal stanie się domyślną konsolą Windows 11. Przypominamy komendy, które warto znać

Zacznijmy więc od tego, co ma do zaoferowania Powerpaste, a ma do zaoferowania naprawdę, ale to naprawdę dużo. Najważniejsza jest gęstość energetyczna Powerpaste, która wynosi dziesięć razy więcej w porównaniu do gęstości energii w akumulatorach litowo-jonowych. Przewyższa na dodatek benzynę i dorównuje skompresowanemu wodorowi pod ciśnieniem 700 barów w zbiornikach. Wynosi bowiem całe 1600 Wh/kg i 1900 Wh/litr, a pierwotne systemy są w stanie generować moc na poziomie od 100 do 1000 watów.

Dodatkowo Powerpaste jest uznawana również za bezpieczne źródło energii, które pozostaje stabilne w temperaturze do aż 250 stopni Celsjusza. Jej „spalanie” i tym samym uwalnianie energii w specjalnym generatorze, którego działanie jest podobne do działania ogniw paliwowych, jest realizowane poprzez mieszanie dostarczanego z ogniwa Powerpaste z wodą. To wskazuje największe problemy z eksploatacją tej formy wodoru – wymóg dbania zarówno o ogniwa, jak i odpowiednią zapewne wodę.

Sposób pozyskiwania energii z Powerpaste rozwiązuje też tajemnice jej wysokiej gęstości energetycznej. Dzięki łączeniu jej z wodą, składającą się z wodoru i tlenu, generator wytwarza energię zarówno przez wodór obecny w Powerpaste, jak i samej wodzie. Potwierdza to wzór MgH2 + 2H2O → 2H2 + Mg(OH)2 wskazujący, że produktem ubocznym jest wodorotlenek magnezu (znany emulgator E528). Ten w podwyższonej temperaturze ulega dehydratacji do tlenku magnezu, co sugeruje potencjalny sposób usuwania go z generatora energii.

W procesie z jednego kilograma wodoru można uzyskać 10 kilogramów Powerpaste, co po przekuciu na ogniwa paliwowe i generowaniu z nich energii rośnie jeszcze bardziej przez wspomnianą wodę. Sam generator i proces pozyskiwania energii również ma być prosty:

Oprócz ogniwa paliwowego, generator prądu składa się jedynie z prostych i niedrogich mechatronicznych i elektronicznych komponentów. Niezależne dozowanie wody i Powerpaste zapewnia wysoce kontrolowane i bezpieczne generowanie prądu elektrycznego, które można uruchomić i zatrzymać w dowolnym momencie.

Reklama

Czytaj też: Hiperszybki, hipertani i najwidoczniej hiperstary. Hyperloop Elona Muska ma już 200 lat

Powerpaste powstaje poprzez połączenie sproszkowanego magnezu z wodorem w komorze, w której panuje od 5 do 6 razy większe ciśnienie atmosferyczne i temperatura 350 stopni Celsjusza. Tak też powstaje wodorek magnezu, którego następnie miesza się ze stabilizatorami w postaci estrów oraz soli, w wyniku czego otrzymuje się gotową „pastę wodorową”. Sama produkcja nie jest ponoć przesadnie skomplikowana, ale nie wiemy, czy aby nie szkodzi środowisku i jakie pojazdy, czy produkty na rynkumogłyby z niej skorzystać. Ponadto sam format ogniw Powerpaste budzi też obawy co do ich sprzedaży i utylizacji.