A hidrogén valószínűleg döntő szerepet játszik a fosszilis tüzelőanyagokról való leszoktatásra tett erőfeszítéseinkben, de környezetbarát módon történő előállításához hatalmas mennyiségű vízre van szükség. A kutatók most egy új technikát fejlesztettek ki, amely még a legszárazabb éghajlaton is vékony levegőből állít elő hidrogén üzemanyagot.
Miközben a megújuló energiaforrások és az akkumulátortechnológia nagy lépéseket tesz az energia- és közlekedési ágazatok nagy részének szén-dioxid-mentesítésében, a hidrogén az energiamix fontos részét is képezheti. Ugyanúgy elégethető, mint a hagyományos tüzelőanyagok, de az egyetlen melléktermék, amelyet felszabadít, a víz. Megfelelő energiasűrűséggel rendelkezik, ami ígéretes megoldást jelent a szigorú súlyigényű alkalmazásokhoz, például a repüléshez, és hasznos módja lehet az energia hosszabb ideig tartó tárolásának.
De az, hogy a hidrogén üzemanyag mennyire környezetbarát, nagyban függ attól, hogyan állítják elő. Napjainkban a tömeg az úgynevezett „szürke hidrogén”, amely fosszilis tüzelőanyagokból készül, és jelentős üvegházhatású gázkibocsátást eredményez. Ahhoz, hogy a hidrogén hozzájáruljon a dekarbonizációhoz, át kell térnünk a „zöld hidrogénre”, amelyet olyan elektrolizátorok állítanak elő, amelyek a vizet megújuló energia felhasználásával hidrogénre és oxigénre osztják.
Kihívást jelent, hogy sok helyen a legjobb megújuló energiaforrásokkal küzdenek vízhiánnyal. Most azonban az ausztrál Melbourne Egyetem kutatói kifejlesztettek egy új technikát, amely képes hidrogén üzemanyagot előállítani a levegőből felszívott nedvességből. Sőt, akkor is működik, ha a páratartalom a világ legszárazabb sivatagainál alacsonyabb.
"A levegőből származó nedvesség felhasználásának képessége lehetővé teszi, hogy ez a DAE [közvetlen levegő elektrolizáló] modul olyan távoli, száraz és félszáraz környezetben is alkalmazható legyen, ahol az édesvízhez való hozzáférés nagy probléma." Gang Kevin Li mondta Newsweek. "A legtöbb olyan területen a Földön, ahol nagy a nap- és szélpotenciál, hiányzik az édesvíz."
A vízhez való hozzáférés komoly gondot jelentene, ha a zöld hidrogéntermelést jelentősen növelnék. Az a papír be Nature Communications, A kutatók rámutatnak, hogy a bolygó több mint egyharmada száraz vagy félszáraz, és jelentős átfedés van a vízhiányos területek és a legnagyobb nap- és szélenergia potenciállal rendelkező területek között.
Még a legszárazabb éghajlaton is jelentős mennyiségű nedvesség van a levegőben. A kutatók megjegyzik, hogy még olyan helyeken is, mint a Száhel-sivatag, a relatív páratartalom még mindig átlagosan 20 százalék körül van. Így hát hozzáláttak, hogy megtalálják a módját ennek a kiaknázatlan vízkészletnek a hidrogén előállítására.
Készülékük egy vízgyűjtő egységből áll, amely egy vízelnyelő folyadékba mártott szivacsot tartalmaz, amely képes kivonni a nedvességet a levegőből. A tartály mindkét oldalán elektródák találhatók, amelyek bármilyen megújuló energiaforrással táplálhatók. Amikor áram folyik át az áramkörön, a víz elektrolízis útján oxigén- és hidrogénatomokra oszlik, amelyek ezután gázként összegyűjthetők.
A csapat kimutatta, hogy az eszköz 12 egymást követő napon keresztül hatékonyan működik, és 99 százalékos tisztaságú hidrogént termel. Ráadásul a készülék négy százalékos relatív páratartalom mellett is tovább működik.
A valós potenciál tesztelésére a csapat öt elektrolizátort szerelt fel párhuzamosan, és kihelyezte őket a szabadba, ahol egy napelem táplálta őket. A berendezés átlagosan 745 liter (197 gallon) hidrogént tudott termelni négyzetméterenként naponta.
Simon Bennett, a Nemzetközi Energia Ügynökség munkatársa szerint ez körülbelül a fele annak a mennyiségnek, amit egy hagyományos, vízzel táplált elektrolizátor termelne hasonló környezeti feltételek mellett. mondta New Scientist, de nem rossz egy páratartalmú készülékhez.
A hidrogénüzemanyaggal kapcsolatos egyik fő probléma az a tény, hogy az elosztására szolgáló infrastruktúra nagyon eltér a mai fosszilis tüzelőanyagokétól, ami gyakran nagy nyomást, sőt kriogén tárolást igényel. Ahogy Li rámutatott Newsweek, egy ilyen eszköz, amely lehetővé teszi hidrogén előállítását bárhol, segítheti a termelés elosztását, ami megkerülhet néhány ilyen problémát.
Jelenleg azonban a zöld hidrogén legnagyobb akadálya a költség. Amíg az elektrolizáló technológia nem csökken, és nem válik hatékonyabbá, a hidrogén valószínűleg nem fog versenyezni a hagyományos üzemanyagokkal, függetlenül attól, hogy a levegőből nyerik vagy sem.
Kép: Gerd Altmann ból ből pixabay
