A kutatók egy új anyagkombinációval segítségével nyolcszoros hatékonysággal állítanak elő hidrogént. A cél az, hogy a technológia kizárólag napenergia felhasználásával működjön.
A hidrogén vízből történő előállítása többszörösen hatékonyabb, ha a reakció során egy háromrétegű, új anyagkombinációt használunk – állítják a Linköpingi Egyetem tudósai, hozzátéve: a vízből előállított hidrogén ígéretes megújuló energiaforrás, különösen akkor, ha napenergia felhasználásával készül.
Az Európai Unió 2035-től betiltja az új benzines és dízel autók gyártását, így a jövőben várhatóan egyre több járművet hajt majd elektromos motor, ami viszont nem alkalmas arra, hogy akármilyen közlekedési eszközben használják.
„A személyautókban lehet akkumulátor, de a nehéz teherautók, hajók vagy repülők nem tudják ilyen módon tárolni az energiát. Ezekhez a járművekhez tiszta, megújuló energiaforrásokra van szükség, és a hidrogén jó jelölt erre” – nyilatkozta Jianwu Sun, a svéd egyetem docense, a Journal of the American Chemical Society folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője.
A LiU kutatói olyan anyagokat fejlesztenek, amelyek napenergia felhasználásával képesek szétbontani a vizet hidrogénre és oxigénre. Korábban kimutatták, hogy ehhez a folyamathoz a köbös szilícium-karbid (ami a szilícium-karbid egyfajta kristályszerkezete) kifejezetten előnyös, hiszen hatékonyan képes a napfény elnyelésére, és arra, hogy annak energiáját fotokémiai vízbontó reakcióhoz használja fel.
Ebből kiindulva a kutatók továbbfejlesztett, kombinált anyaga három rétegből áll: egy köbös szilícium-karbid rétegből, egy kobalt-oxid rétegből és egy katalizátorból, ami segíti a víz bontását. Az így létrejövő anyag jobban elválasztja a töltéseket, így hatékonyabbá teszi a vízbontást.
„Ez egy nagyon összetett szerkezet, ezért a tanulmányban arra koncentráltunk, hogy megértsük, az egyes rétegek hogyan működnek, és miben javítják az anyag tulajdonságait. Kiderült, hogy nyolcszor jobban teljesít a víz hidrogénné bontásában, mint a tiszta köbös szilícium-karbid” – mondta Sun.
Ma különbséget teszünk „szürke” és „zöld” hidrogén között. Előbbit szinte teljes egészében fosszilis energiahordozóból, például földgázból állítják elő, ami azért hatalmas probléma, mert egy tonna „szürke” hidrogén gyártása akár tíz tonna szén-dioxid kibocsátásával jár. Ezzel szemben a „zöld” hidrogént megújuló villamos energia felhasználásával állítják elő.
A linköpingi tudósok hosszú távú célja az, hogy kizárólag napenergia segítségével hajtsanak végre fotokémiai reakciót, amellyel „zöld” hidrogént lehet előállítani. A jelenleg fejlesztés alatt álló anyagok többsége 1–3 százalékos hatékonysággal működik, de a kereskedelmi alkalmazáshoz tíz százalékos hatékonyságot kellene elérni.
Ha a reakció végrehajtható kizárólag napenergiával, akkor az jelentősen csökkentené a zöld hidrogén előállítási költségét a jelenlegi megoldásokhoz képest, amelyekhez jelentős mértékben használnak kiegészítő villamosenergiát – optimális esetben megújuló forrásból. Jianwu Sun szerint még kb. öt–tíz évre lehet szükség ahhoz, hogy a kutatócsoport olyan anyagokat fejlesszen, amelyek elérik a tíz százalékos hatékonysági küszöböt.
Címlapkép: Olov Planthaber – Linköpingi Egyetem
Nukleáris hatósági találkozót tartottak Csehországban, amelynek fókuszban az új atomerőművi blokkok, a kis moduláris reaktorok, valamint a hosszú távú üzemeltetés volt.