Το υδρογόνο είναι πιθανό να διαδραματίσει κρίσιμο ρόλο στις προσπάθειές μας να απαλλαγούμε από τα ορυκτά καύσιμα, αλλά η κατασκευή του με τρόπο φιλικό προς το περιβάλλον απαιτεί τεράστιες ποσότητες νερού. Τώρα οι ερευνητές έχουν αναπτύξει μια νέα τεχνική που κάνει το καύσιμο υδρογόνου από τον αέρα ακόμα και στα πιο ξηρά κλίματα.
Ενώ οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και η τεχνολογία μπαταριών κάνουν μεγάλα βήματα για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές μεγάλων τμημάτων των τομέων της ενέργειας και των μεταφορών, το υδρογόνο θα μπορούσε επίσης να αποτελεί σημαντικό μέρος του ενεργειακού μείγματος. Μπορεί να καεί όπως τα συμβατικά καύσιμα, αλλά το μόνο υποπροϊόν που απελευθερώνει είναι το νερό. Έχει αξιοπρεπή ενεργειακή πυκνότητα, γεγονός που το καθιστά μια πολλά υποσχόμενη λύση για εφαρμογές με αυστηρές απαιτήσεις βάρους, όπως η αεροπορία, και μπορεί επίσης να είναι ένας χρήσιμος τρόπος αποθήκευσης ενέργειας για μεγαλύτερες περιόδους.
Αλλά το πόσο φιλικό προς το περιβάλλον είναι το καύσιμο υδρογόνου εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τρόπο παραγωγής του. Σήμερα, ο κύριος όγκος είναι το λεγόμενο «γκρίζο υδρογόνο», το οποίο παράγεται από ορυκτά καύσιμα και έχει ως αποτέλεσμα σημαντικές εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Για να συμβάλει το υδρογόνο στην απανθρακοποίηση, πρέπει να στραφούμε στο «πράσινο υδρογόνο» που παράγεται από ηλεκτρολύτες που διασπούν το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο χρησιμοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Μια πρόκληση είναι ότι πολλά από τα μέρη με τις καλύτερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας παλεύουν με τη λειψυδρία. Αλλά τώρα ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης στην Αυστραλία ανέπτυξαν μια νέα τεχνική που είναι σε θέση να δημιουργεί καύσιμο υδρογόνου από την υγρασία που απορροφάται από τον αέρα. Επιπλέον, λειτουργεί ακόμα κι αν η υγρασία είναι χαμηλότερη από αυτή που υπάρχει στις πιο ξηρές ερήμους του κόσμου.
"Η ικανότητα χρήσης υγρασίας από τον αέρα καθιστά αυτήν τη μονάδα DAE [ηλεκτρόλυσης απευθείας αέρα] εφαρμόσιμη σε απομακρυσμένα, άνυδρα και ημίξηρα περιβάλλοντα όπου η πρόσβαση σε γλυκό νερό είναι μεγάλο πρόβλημα", δήλωσε ο Gang Kevin Li. είπε Newsweek. «Οι περισσότερες περιοχές στη γη με υψηλές ηλιακές και αιολικές δυνατότητες δεν έχουν γλυκό νερό».
Η πρόσβαση στο νερό θα αποτελούσε σημαντική ανησυχία εάν η παραγωγή πράσινου υδρογόνου επρόκειτο να κλιμακωθεί σημαντικά. Σε ένα χαρτί σε Nature Communications, Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι περισσότερο από το ένα τρίτο του πλανήτη είναι άνυδρο ή ημίξηρο και υπάρχει σημαντική επικάλυψη μεταξύ των περιοχών με λειψυδρία και εκείνων με το μεγαλύτερο δυναμικό ηλιακής και αιολικής ενέργειας.
Ακόμη και στα πιο ξηρά κλίματα, ωστόσο, υπάρχει σημαντική ποσότητα υγρασίας στον αέρα. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι ακόμη και σε μέρη όπως η έρημος Σαχέλ, η σχετική υγρασία εξακολουθεί να είναι περίπου 20 τοις εκατό κατά μέσο όρο. Άρχισαν λοιπόν να βρουν έναν τρόπο να χρησιμοποιήσουν αυτόν τον αναξιοποίητο υδάτινο πόρο για την παραγωγή υδρογόνου.
Η συσκευή τους αποτελείται από μια μονάδα συλλογής νερού που φιλοξενεί ένα σφουγγάρι εμποτισμένο σε ένα υγρό που απορροφά νερό που μπορεί να τραβήξει την υγρασία από τον αέρα. Και στις δύο πλευρές αυτής της δεξαμενής υπάρχουν ηλεκτρόδια που μπορούν να τροφοδοτηθούν από οποιαδήποτε ανανεώσιμη πηγή ενέργειας. Όταν ένα ρεύμα διατρέχει το κύκλωμα, το νερό διασπάται μέσω ηλεκτρόλυσης στα συστατικά του άτομα οξυγόνου και υδρογόνου, τα οποία στη συνέχεια μπορούν να συλλεχθούν ως αέριο.
Η ομάδα έδειξε ότι η συσκευή μπορούσε να λειτουργήσει αποτελεσματικά για 12 συνεχόμενες ημέρες και παρήγαγε υδρογόνο με 99 τοις εκατό καθαρότητα. Επιπλέον, η συσκευή συνεχίζει να λειτουργεί σε σχετική υγρασία έως και XNUMX%.
Για να δοκιμάσει τις πραγματικές δυνατότητές του, η ομάδα έφτιαξε πέντε ηλεκτρολύτες παράλληλα και τους τοποθέτησε έξω, όπου τροφοδοτούνταν από ένα ηλιακό πάνελ. Η εγκατάσταση ήταν σε θέση να παράγει κατά μέσο όρο 745 λίτρα (197 γαλόνια) υδρογόνου ανά τετραγωνικό μέτρο την ημέρα.
Αυτή είναι περίπου η μισή ποσότητα από την ποσότητα που θα παρήγαγε ένας συμβατικός ηλεκτρολύτης που τροφοδοτείται με νερό υπό παρόμοιες περιβαλλοντικές συνθήκες, δήλωσε ο Simon Bennett από τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας είπε New Scientist, αλλά δεν είναι κακό για μια συσκευή που λειτουργεί με υγρασία.
Ένα σημαντικό ζήτημα που αντιμετωπίζει το καύσιμο υδρογόνου είναι το γεγονός ότι η υποδομή για τη διανομή του είναι πολύ διαφορετική από αυτή που χρησιμοποιείται για τα σημερινά ορυκτά καύσιμα, που συχνά απαιτεί υψηλή πίεση και ακόμη και κρυογονική αποθήκευση. Όπως τόνισε ο Λι Newsweek, μια συσκευή όπως αυτή που επιτρέπει την παραγωγή υδρογόνου οπουδήποτε θα μπορούσε να βοηθήσει στη διανομή της παραγωγής, η οποία θα μπορούσε να ξεπεράσει ορισμένα από αυτά τα ζητήματα.
Αυτή τη στιγμή, όμως, το μεγαλύτερο εμπόδιο για το πράσινο υδρογόνο είναι το κόστος. Μέχρι να μειωθεί η τιμή της τεχνολογίας ηλεκτρολύτη και να γίνει πιο αποτελεσματική, το υδρογόνο είναι απίθανο να ανταγωνιστεί τα παραδοσιακά καύσιμα, είτε αντλείται από τον αέρα είτε όχι.
Image Credit: Gerd Altmann από Pixabay
