Wspomniana wydajność kształtuje się na poziomie 98 procent, natomiast dodatkową korzyść stanowi fakt, iż rzeczona technologia nie wymaga membrany oddzielającej elektrody. W efekcie możliwe powinno być obniżenie kosztów produkcji czystego paliwa i przyspieszenie jego przemysłowego wykorzystania.
Czytaj też: Nowy sposób na wykorzystanie energii Słońca. Nie trzeba fotowoltaiki, by pozyskać wodór
Zacznijmy jednak od początku. Autorami ostatniego przełomu był zespół badawczy z Technion Israel Institute of Technology, którego członkowie opracowali nowatorski sposób wytwarzania zielonego wodoru. W jego przypadku zamiast ubocznej produkcji tlenu możliwe stało się uzyskanie wartościowego produktu chemicznego. Wyniki badań w tej sprawie ukazały się na łamach Nature Communications.
Zielony wodór powstaje w procesie rozkładu wody przy wykorzystaniu energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł odnawialnych. Jest uznawany za jeden z ważnych elementów transformacji energetycznej, szczególnie w sektorach, w których bezpośrednie zastąpienie paliw kopalnych energią elektryczną jest trudne. Chodzi między innymi o produkcję stali i nawozów, rafinację ropy naftowej czy wytwarzanie paliw alternatywnych.
Wodór może również służyć do długoterminowego magazynowania energii pochodzącej ze słońca i wiatru. Jego szersze zastosowanie przemysłowe ograniczają jednak wysokie koszty produkcji, zwłaszcza w porównaniu z wodorem wytwarzanym z gazu ziemnego lub węgla. Tradycyjne metody produkcji tego surowca odpowiadają za około 2 procent globalnych emisji dwutlenku węgla.
Naukowcy z Technion postanowili zmienić jeden z podstawowych elementów procesu elektrolizy. Zamiast wytwarzać tlen jako produkt towarzyszący produkcji wodoru, opracowali układ pozwalający uzyskać epoksyd. Związki z tej grupy stanowią ważne surowce do produkcji polimerów, powłok, klejów oraz leków. Takie podejście z jednej strony pozwala na produkcję niskoemisyjnego paliwa, a z drugiej – dostarczanie przemysłowi substancji o określonej wartości rynkowej.
Czytaj też: Elektrownia nad naszymi głowami. Wojsko USA chce odbierać energię prosto z orbity
Według badaczy osiągnięta gęstość prądu jest zgodna z wymaganiami stawianymi wielkoskalowej elektrolizie przemysłowej. Nie oznacza to jeszcze, że technologia została wdrożona na szeroką skalę, ale ujawnia jej potencjał do dalszego rozwoju. Elektroliza bezmembranowa już od lat znajduje się w centrum zainteresowania inżynierów, a jeśli dalsze prace potwierdzą opłacalność procesu w warunkach przemysłowych, połączenie produkcji zielonego wodoru z syntezą wartościowych związków chemicznych może stać się sposobem na poprawę ekonomiki technologii niskoemisyjnych. Na razie kluczowe pozostają jednak kolejne etapy rozwoju i ocena możliwości praktycznego zastosowania rozwiązania.
Źródło: Nature Communications
