Większość katalizatorów produkujących wodór działa najlepiej z czystą wodą, którą coraz trudniej pozyskać. Pod dostatkiem mamy natomiast wody słonej, występującej w morzach i oceanach. I w tym właśnie miejscu do akcji wkracza maszyna zaprojektowana przez naukowców, którzy opisali swoje dokonania na łamach Nature.
Czytaj też: Energia termojądrowa nadchodzi wielkimi krokami. Przełom nastąpił w Chinach
Zanim jednak dokładnie wyjaśnimy, jak działa, powinniśmy zacząć od faktu, że wodoodporna, oddychająca odzież wykorzystuje membranę o odpowiednio ustawionych porach. Materiał, z której ją wykonano odpycha wodę – nie jest ona w stanie przecisnąć się przez pory. Dokonać tego mogą natomiast pojedyncze cząsteczki. Końcowy rezultat? Woda nie przedostanie się do środka, ale pot będący wewnątrz będzie mógł wyparować. Tak właśnie działają “oddychające” tkaniny.
Na podobnej zasadzie funkcjonuje nowe urządzenie służące do produkcji wodoru ze słonej wody. Zatrzymuje ciekłą wodę, jednocześnie pozwalając na przedostanie się pary wodnej. Sęk w tym, że po obu stronach membrany znajduje się ciecz. Na zewnątrz jest to woda morska, lecz wewnątrz – stężony roztwór wodorotlenku potasu. Jest w nim również zanurzony zestaw elektrod, które produkują wodór i tlen po obu stronach separatora.
Produkcja wodoru może przebiegać w słonej wodzie na głębokości nawet 75 metrów
Kiedy dochodzi do podziału na wodór i tlen, obniżony poziom wody zwiększa stężenie roztworu wodorotlenku potasu. Sprawia to, że woda przemieszcza się przez membranę rozcieńczając roztwór. Dzięki obecności porów jest to możliwe, choć wyłącznie w przypadku pary wodnej. Utrzymuje się w takim stanie, gdy znajduje się wewnątrz membrany, by powrócić do ciekłej formy, kiedy tylko znajdzie się wewnątrz urządzenia. A wszystko to bez zużycia energii, co odróżnia tę metodę od zwykle stosowanych.
W czasie testów urządzenie zachowała swoją wydajność nawet po 3200 godzinach użytkowania, natomiast pory nie wykazywały oznak zużycia. Roztwór okazał się nieco zanieczyszczony, lecz stężenia tych zanieczyszczeń nie rosły z czasem. Jeśli natomiast chodzi o koszty energetyczne, to oczyszczanie wody się z nimi nie wiązało.
Czytaj też: To nie magia, a czysta chemia. Stworzono katalizator, który zamienia amoniak w paliwo wodorowe
Zdaniem twórców urządzenia mogłoby ono działać nawet na głębokości 75 metrów. Problematyczna w takich warunkach może okazać się temperatura, ponieważ szybkość dyfuzji wody przez membranę była sześciokrotnie wyższa przy 30 stopniach Celsjusza, aniżeli przy 0 stopni. Co ciekawe, po zanurzeniu urządzenia w rozcieńczonym roztworze litu i przepracowaniu 200 godzin stężenie litu wzrosło ponad 40-krotnie. Pozwala to sądzić, że takie rozwiązanie mogłoby być przydatne nie tylko w produkcji wodoru, ale również uzdatnianiu wody.
