Zmiany klimatu skłaniają naukowców do poszukiwania źródeł energii odnawialnej w nieoczywistych miejscach. I chociaż wytwarzanie różnych produktów z odpadów wkrótce stanie się powszechną praktyką, nikomu wcześniej nie udało się zamienić śmieci w wodór. Aż do teraz.
Czytaj też: Brytyjska firma zamieni plastikowe odpady w paliwo rakietowe. Tak polecimy do gwiazd?
Zespół uczonych z Uniwersytetu Rice’a z powodzeniem zamienił odpady plastikowe na wodór. To bardzo dobra wiadomość, bo standardowe metody stosowane do produkcji wodoru są często niezrównoważone: generują sporo dwutlenku węgla, a przy tym są dość drogie. Wkrótce może się to zmienić, a szczegóły opisano w czasopiśmie Advanced Materials.
W tej pracy przekształciliśmy odpady z tworzyw sztucznych – w tym mieszane odpady z tworzyw sztucznych, które nie muszą być sortowane według rodzaju ani myte – w wodór o wysokiej wydajności i grafen o wysokiej wartości. Jeśli wyprodukowany grafen zostanie sprzedany tylko za 5 proc. obecnej wartości rynkowej – 95 proc. taniej! – czysty wodór mógłby być produkowany za darmo. Dr Kevin Wyss z Uniwersytetu Rice’a
Wodór ze śmieci – to nie magia a technologia!
Warto spojrzeć na liczby. “Zielony” wodór produkowany przy użyciu odnawialnych źródeł energii, który podlega procesowi rozkładu wody na dwa składniki, kosztuje ok. 5 dol. za kilogram. Dla porównania, większość z prawie 100 mln ton wodoru zużytego na całym świecie w 2022 r. pochodziła z tańszych paliw kopalnych. Mimo to produkcja obejmowała ok. 12 ton dwutlenku węgla na tonę wodoru.
Główną wykorzystywaną obecnie formą wodoru jest “szary” wodór, który jest wytwarzany poprzez reforming parowo-metanowy – metodę, która generuje dużo dwutlenku węgla. Prof. James Tour z Uniwersytetu Rice’a
W ciągu najbliższych dekad zapotrzebowanie na wodór gwałtownie wzrośnie, więc nie możemy wytwarzać go w ten sam sposób, co do tej pory. Jeżeli oczywiście mamy na uwadze osiągnięcie zerowej emisji netto do 2050 r., a tym samym odciążenie naszej planety. Wykorzystanie alternatywnych źródeł energii, jak plastikowe odpady, wydaje się być strzałem w dziesiątkę.
Proponowany proces wytwarzania wodoru z odpadów plastikowych polega na szybkiemu ogrzewaniu Joule’a przez prawie 4 sekundy, co podnosi temperaturę do 3100 stopni Kelvina. Wodór zawarty w tworzywach sztucznych ulega odparowaniu, pozostawiając grafen – niezwykle lekki i wytrzymały materiał składający się z pojedynczej warstwy atomów węgla.
Czytaj też: Samolot na wodór H2FLY HY4 po dziewiczym locie. Tak wygląda przyszłość awiacji
Kiedy po raz pierwszy odkryto technikę błyskawicznego ogrzewania Joule’a, a następnie wykorzystano ją do zamiany odpadów plastikowych w grafen, zaobserwowano wytwarzanie wielu lotnych gazów, które były wyrzucane z reaktora. Nie było jasne, czym dokładnie one są, bo brakowało odpowiedniego sprzętu do zbadania składu mieszaniny, ale kiedy już go nabyto, wyniki były zaskakujące.
Okazało się, że np. polietylen składa się w 86 proc. z węgla i 14 proc. z wodoru, a naukowcy byli w stanie odzyskać do 68 proc. tego atomowego wodoru w postaci gazu o czystości 94 proc.
Mam nadzieję, że ta praca pozwoli na produkcję czystego wodoru z odpadów tworzyw sztucznych, co może rozwiązać poważne problemy środowiskowe, takie jak zanieczyszczenie tworzywami sztucznymi i produkcja wodoru w procesie reformingu parowo-metanowego, który pochłania duże ilości gazów cieplarnianych. Dr Kevin Wyss z Uniwersytetu Rice’a
