Este posibil ca hidrogenul să joace un rol crucial în eforturile noastre de a ne înțărca combustibilii fosili, dar pentru a-l face într-un mod ecologic necesită cantități uriașe de apă. Acum, cercetătorii au dezvoltat o nouă tehnică care produce hidrogen combustibil din aer subțire chiar și în cele mai uscate climate.
În timp ce energia regenerabilă și tehnologia bateriilor fac pași mari în decarbonizarea unor mari părți ale sectoarelor energetice și transporturilor, hidrogenul ar putea fi, de asemenea, o parte importantă a mixului energetic. Poate fi ars la fel ca și combustibilii convenționali, dar singurul produs secundar pe care îl eliberează este apa. Are o densitate de energie decentă, ceea ce o face o soluție promițătoare pentru aplicații cu cerințe stricte de greutate precum aviația și poate fi, de asemenea, o modalitate utilă de a stoca energie pe perioade mai lungi.
Dar cât de ecologic este combustibilul cu hidrogen depinde foarte mult de modul în care este produs. Astăzi, cea mai mare parte este așa-numitul „hidrogen gri”, care este produs din combustibili fosili și are ca rezultat emisii considerabile de gaze cu efect de seră. Pentru ca hidrogenul să contribuie la decarbonizare, trebuie să trecem la „hidrogen verde” produs de electrolizoare care împart apa în hidrogen și oxigen folosind energie regenerabilă.
O provocare este că multe dintre locurile cu cele mai bune surse de energie regenerabilă se luptă cu deficitul de apă. Dar acum, cercetătorii de la Universitatea din Melbourne din Australia au dezvoltat o nouă tehnică care este capabilă să creeze combustibil hidrogen din umiditatea absorbită din aer. În plus, funcționează chiar dacă umiditatea este sub cea găsită în cele mai uscate deșerturi din lume.
„Abilitatea de a utiliza umiditatea din aer face ca acest modul DAE [electrolizator direct de aer] să fie aplicabil în medii îndepărtate, aride și semi-aride, unde accesibilitatea la apă dulce este o mare problemă”, Gang Kevin Li a spus Newsweek. „Majoritatea zonelor de pe pământ cu potențial solar și eolian ridicat nu au apă dulce.”
Accesul la apă ar fi o preocupare majoră dacă producția de hidrogen verde ar fi intensificată în mod semnificativ. Într-o hârtie înăuntru Natura Comunicaţii, cercetătorii subliniază că mai mult de o treime din planetă este aridă sau semi-aridă și există o suprapunere semnificativă între zonele cu deficit de apă și cele cu cel mai mare potențial de energie solară și eoliană.
Chiar și în cele mai uscate climate, totuși, există o cantitate considerabilă de umiditate în aer. Cercetătorii observă că, chiar și în locuri precum deșertul Sahel, umiditatea relativă este încă de aproximativ 20%, în medie. Așa că au început să găsească o modalitate de a folosi această resursă de apă neexploatată pentru a produce hidrogen.
Dispozitivul lor constă dintr-o unitate de recoltare a apei care adăpostește un burete înmuiat într-un lichid care absoarbe apa care poate trage umezeala din aer. Pe ambele părți ale acestui rezervor sunt electrozi care pot fi alimentați cu orice sursă de energie regenerabilă. Când un curent trece prin circuit, apa este împărțită prin electroliză în atomii de oxigen și hidrogen constituenți, care pot fi apoi colectați sub formă de gaz.
Echipa a arătat că dispozitivul ar putea funcționa eficient timp de 12 zile consecutiv și a produs hidrogen cu o puritate de 99%. În plus, dispozitivul continuă să funcționeze la umiditate relativă de până la patru procente.
Pentru a-și testa potențialul real, echipa a montat cinci electrolizoare în paralel și le-a plasat afară, unde erau alimentate de un panou solar. Instalația a putut produce o medie de 745 de litri (197 de galoane) de hidrogen pe metru pătrat pe zi.
Aceasta este aproximativ jumătate din cantitatea pe care o produce un electrolizor convențional alimentat cu apă în condiții de mediu similare, Simon Bennett de la Agenția Internațională pentru Energie a spus New Scientist, dar nu e rău pentru un dispozitiv care funcționează cu umiditate.
O problemă majoră cu care se confruntă combustibilul cu hidrogen este faptul că infrastructura de distribuire a acestuia este foarte diferită de cea folosită pentru combustibilii fosili de astăzi, necesitând adesea presiune înaltă și chiar stocare criogenică. După cum a subliniat Li Newsweek, un dispozitiv ca acesta care permite producerea hidrogenului oriunde ar putea ajuta la distribuirea producției, ceea ce ar putea rezolva unele dintre aceste probleme.
În prezent, însă, cea mai mare barieră pentru hidrogenul verde este costul. Până când tehnologia electrolizatorului scade și devine mai eficientă, este puțin probabil ca hidrogenul să concureze cu combustibilii tradiționali, fie că este extras din aer subțire sau nu.
Credit imagine: Gerd Altmann din Pixabay
