Vetyllä on todennäköisesti ratkaiseva rooli pyrkimyksissämme vieroittaa fossiilisista polttoaineista, mutta sen valmistaminen ympäristöystävällisellä tavalla vaatii valtavia määriä vettä. Nyt tutkijat ovat kehittäneet uuden tekniikan, joka tekee vetypolttoainetta ohuesta ilmasta jopa kuivimmissa ilmastoissa.
Vaikka uusiutuva energia ja akkuteknologia edistyvät suuria harppauksia hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä suurilta osin sähkö- ja liikennesektoreita, vety voisi myös olla tärkeä osa energiayhdistelmää. Sitä voidaan polttaa aivan kuten tavanomaisia polttoaineita, mutta sen ainoa sivutuote on vesi. Siinä on kunnollinen energiatiheys, mikä tekee siitä lupaavan ratkaisun sovelluksiin, joissa on tiukat painovaatimukset, kuten lentoliikenteessä, ja se voi myös olla hyödyllinen tapa varastoida energiaa pitkiä aikoja.
Mutta kuinka ympäristöystävällinen vetypolttoaine on, riippuu paljon siitä, miten se on valmistettu. Nykyään suurin osa on niin sanottua "harmaata vetyä", joka on valmistettu fossiilisista polttoaineista ja aiheuttaa huomattavia kasvihuonekaasupäästöjä. Jotta vety myötävaikuttaisi hiilenpoistoon, meidän on siirryttävä käyttämään "vihreää vetyä", jota tuotetaan elektrolyysaattoreilla, jotka jakavat veden vedyksi ja hapeksi uusiutuvan energian avulla.
Haasteena on, että monet paikat, joissa on parhaat uusiutuvat energialähteet, kamppailevat vesipulan kanssa. Mutta nyt tutkijat Melbournen yliopistosta Australiasta ovat kehittäneet uuden tekniikan, joka pystyy luomaan vetypolttoainetta ilmasta imeytyneestä kosteudesta. Lisäksi se toimii, vaikka kosteus on alle maailman kuivimpien aavikoiden.
"Kyky käyttää ilman kosteutta tekee tästä DAE [suoraan ilmaelektrolysaattori] -moduulista käyttökelpoisen etäisissä, kuivissa ja puolikuivissa ympäristöissä, joissa makean veden saatavuus on suuri ongelma", Gang Kevin Li kertoi Newsweek. "Useimmilla alueilla maapallolla, joilla on korkea aurinko- ja tuulipotentiaali, puuttuu makeaa vettä."
Veden saatavuus olisi suuri huolenaihe, jos vihreän vedyn tuotantoa lisättäisiin merkittävästi. Jonkin sisällä paperi sisään Luonto Viestintä, Tutkijat huomauttavat, että yli kolmasosa planeetan pinta-alasta on kuivia tai puolikuivia, ja vesipulan ja suurimman aurinko- ja tuulivoimapotentiaalin alueiden välillä on merkittävää päällekkäisyyttä.
Kuivimmissakin ilmastoissa ilmassa on kuitenkin huomattava määrä kosteutta. Tutkijat huomauttavat, että jopa Sahelin aavikon kaltaisissa paikoissa suhteellinen kosteus on edelleen keskimäärin 20 prosenttia. Joten he ryhtyivät etsimään tapaa käyttää tätä hyödyntämätöntä vesiresurssia vedyn tuottamiseen.
Heidän laitteensa koostuu vedenkeräysyksiköstä, jossa on vettä imevään nesteeseen liotettu sieni, joka voi vetää kosteutta ilmasta. Tämän säiliön kummallakin puolella on elektrodit, jotka voivat saada virtansa mistä tahansa uusiutuvasta energialähteestä. Kun virta kulkee piirin läpi, vesi jaetaan elektrolyysin kautta sen muodostaviksi happi- ja vetyatomeiksi, jotka voidaan sitten kerätä kaasuna.
Tiimi osoitti, että laite pystyi toimimaan tehokkaasti 12 peräkkäisenä päivänä ja tuotti vetyä 99 prosentin puhtaudella. Lisäksi laite jatkaa toimintaansa niinkin alhaisessa suhteellisessa kosteudessa kuin neljä prosenttia.
Testatakseen sen todellista potentiaalia, tiimi kiinnitti viisi elektrolysaattoria rinnakkain ja sijoitti ne ulkopuolelle, missä ne saivat virtaa aurinkopaneelista. Laite kykeni tuottamaan keskimäärin 745 litraa (197 gallonaa) vetyä neliömetriä kohti päivässä.
Se on noin puolet siitä määrästä, jonka tavanomainen, vesisyöttöinen elektrolysaattori tuottaisi vastaavissa ympäristöolosuhteissa, Simon Bennett Kansainvälisestä energiajärjestöstä kertoi New Scientist, mutta ei huono kosteudella toimivalle laitteelle.
Vetypolttoaineen suuri ongelma on se, että sen jakeluinfrastruktuuri on hyvin erilainen kuin nykypäivän fossiilisten polttoaineiden infrastruktuuri, mikä vaatii usein korkeaa painetta ja jopa kryogeenistä varastointia. Kuten Li huomautti Newsweek, tämänkaltainen laite, joka mahdollistaa vedyn valmistamisen missä tahansa, voisi auttaa jakamaan tuotantoa, mikä voisi kiertää osan näistä ongelmista.
Tällä hetkellä vihreän vedyn suurin este on kuitenkin hinta. Ennen kuin elektrolyysiteknologian hinta laskee ja siitä tulee tehokkaampaa, vety ei todennäköisesti kilpaile perinteisten polttoaineiden kanssa, olipa se sitten vedetty tyhjästä tai ei.
Kuva pistetilanne: Gerd Altmann alkaen Pixabay
