Produkcja energii w ekologiczny sposób to jedno, ale trzeba też pamiętać o technologiach pozwalających na jej magazynowanie. Pod tym względem źródła kopalne, takie jak węgiel, ropa naftowa czy gaz ziemny sprawdzają się zdecydowanie lepiej. Z drugiej strony, ich eksploatacja wiąże się z emisjami szkodliwych dla środowiska gazów cieplarnianych.
Czytaj też: Pod powierzchnią Ziemi kryje się niezbadane źródło energii. Tamtejsze zasoby są gigantyczne
Inżynierowie muszą więc znaleźć złoty środek: rozwiązanie, które pozwoli na ograniczenie zużycia paliw kopalnych, zarazem zapewniając typowe dla nich możliwości magazynowania energii. Rozwiązań jest sporo i obejmują chociażby klasyczne akumulatory czy elektrownie szczytowo-pompowe, ale wciąż daleko im do ideału.
Do wyczekiwanej rewolucji może doprowadzić związek zwany wodorkiem magnezu. Jego potencjał postanowili przetestować naukowcy z Polski i Szwajcarii, o czym piszą szerzej na łamach Advanced Science. Najważniejszym elementem przeprowadzonych badań były analizy poświęcone możliwościom magazynowania wodoru z wykorzystaniem magnezu. Do realizacji tego celu potrzeba było wydajnych katalizatorów, co do tej pory stanowiło podstawowy problem.
Magazynowanie energii z wykorzystaniem wodoru było obiektem zainteresowania naukowców, ale cechowało się do tej pory niską wydajnością
Wodór, przy swoim sporym potencjale energetycznym, wypada blado, gdy przejdziemy do kwestii jego magazynowania. Dość powiedzieć, że przechowywany pod ciśnieniem może być nagromadzony w ilości około 45 kilogramów na metr sześcienny. Gdy zostanie skroplony, wynik tego nieco się poprawi, ale 70 kilogramów na metr sześcienny to wciąż nie rezultat, który zapierałby dech w piersiach. Tym bardziej, iż proces skraplania wymaga utrzymywania ekstremalnie niskich temperatur.
Z tego względu wielkim przełomem mogłoby być skorzystanie z dobrodziejstw wodorku magnezu. Jak szacują członkowie zespołu badawczego, w takich okolicznościach dałoby się magazynować nawet 106 kilogramów wodoru na metr sześcienny. Dużą zaletą wodorku magnezu jest bez wątpienia oferowany przez niego wysoki stopień bezpieczeństwa. Poza tym magnez jest łatwo dostępny, a co za tym idzie – tani.
Czytaj też: Prawdziwie biopaliwa do samolotów. Ulepszono kluczowy proces
Żeby opisywane rozwiązanie działało tak, jak należy, potrzeba jeszcze co najmniej jednego elementu: katalizatora. To właśnie z jego udziałem uzyskuje się wodór, ale potencjalny kandydat musi spełnić szereg wymogów, między innymi zapewniając opłacalność energetyczną i szybkość przetwarzania. Model opracowany przez prof. Zbigniewa Łodzianę i jego współpracowników pozwala określić, jakie procesy zachodzą w magnezie na skutek kontaktu z atomami wodoru.
Jak stwierdzili autorzy, podczas migracji atomów wodoru powstają termodynamicznie stabilne klastry wodorku magnezu. Z kolei na granicach między magnezem a jego wodorkiem dochodzi do zmian strukturalnych ograniczających mobilność jonów wodoru. Łącząc powyższe dokonania z wynikami eksperymentów laboratoryjnych, poświęconych migracjom wodoru w warstwie czystego magnezu rozmieszczonego na palladzie w komorze próżniowej, naukowcy uwiecznili zmiany w zewnętrznych warstwach wywołane powstawaniem nowego związku. W oparciu o te dane badacze będą mogli zidentyfikować najwydajniejsze katalizatory wodoru i lepiej zrozumieć poprzednie rezultaty.
