Vodik bo verjetno igral ključno vlogo pri naših prizadevanjih, da se odvadimo fosilnih goriv, vendar je za njegovo proizvodnjo na okolju prijazen način potrebna ogromna količina vode. Raziskovalci so zdaj razvili novo tehniko, ki iz zraka naredi vodikovo gorivo tudi v najbolj suhem podnebju.
Medtem ko obnovljiva energija in baterijska tehnologija močno napredujeta pri razogljičenju velikih delov energetskega in transportnega sektorja, bi lahko bil vodik tudi pomemben del mešanice energetskih virov. Lahko se zažge tako kot običajna goriva, vendar je edini stranski produkt, ki ga sprošča, voda. Ima spodobno energijsko gostoto, zaradi česar je obetavna rešitev za aplikacije s strogimi zahtevami glede teže, kot je letalstvo, in je lahko tudi uporaben način za shranjevanje energije v daljših obdobjih.
Toda kako okolju prijazno vodikovo gorivo je v veliki meri odvisno od tega, kako je proizvedeno. Danes večino predstavlja tako imenovani "sivi vodik", ki je narejen iz fosilnih goriv in povzroča znatne emisije toplogrednih plinov. Da bi lahko vodik prispeval k razogljičenju, se moramo preusmeriti na »zeleni vodik«, ki ga proizvajajo elektrolizerji, ki z uporabo obnovljive energije cepijo vodo na vodik in kisik.
Izziv je, da se veliko krajev z najboljšimi obnovljivimi viri energije spopada s pomanjkanjem vode. Zdaj pa so raziskovalci z Univerze v Melbournu v Avstraliji razvili novo tehniko, ki lahko ustvari vodikovo gorivo iz vlage, absorbirane iz zraka. Še več, deluje tudi, če je vlažnost nižja od vlažnosti v najbolj suhih puščavah na svetu.
»Zmožnost uporabe vlage iz zraka naredi ta modul DAE [neposredni zračni elektrolizator] uporaben v oddaljenih, sušnih in polsušnih okoljih, kjer je dostop do sveže vode velik problem,« Gang Kevin Li Rekel Newsweek. "Večina območij na zemlji z visokim sončnim in vetrnim potencialom nima sveže vode."
Dostop do vode bi bil velik problem, če bi proizvodnjo zelenega vodika bistveno povečali. V papir v Nature Communications, raziskovalci poudarjajo, da je več kot tretjina planeta sušnih ali polsušnih in da obstaja znatno prekrivanje med območji s pomanjkanjem vode in tistimi z največjim potencialom sončne in vetrne energije.
Tudi v najbolj suhem podnebju je v zraku precejšnja količina vlage. Raziskovalci ugotavljajo, da je tudi v krajih, kot je puščava Sahel, relativna vlažnost v povprečju še vedno okoli 20 odstotkov. Zato so se lotili iskanja načina za uporabo tega neizkoriščenega vodnega vira za proizvodnjo vodika.
Njihova naprava je sestavljena iz enote za zbiranje vode, v kateri je goba, namočena v tekočino, ki absorbira vodo in lahko potegne vlago iz zraka. Na obeh straneh tega rezervoarja so elektrode, ki se lahko napajajo iz katerega koli obnovljivega vira energije. Ko skozi tokokrog teče tok, se voda z elektrolizo razdeli na sestavne atome kisika in vodika, ki jih je nato mogoče zbrati kot plin.
Ekipa je pokazala, da lahko naprava deluje učinkovito 12 zaporednih dni in proizvaja vodik z 99-odstotno čistostjo. Še več, naprava še naprej deluje pri relativni vlažnosti, ki je nižja od štirih odstotkov.
Da bi preizkusili njegov potencial v resničnem svetu, je ekipa vzporedno postavila pet elektrolizatorjev in jih postavila zunaj, kjer jih je napajala sončna plošča. Naprava je lahko proizvedla povprečno 745 litrov (197 galon) vodika na kvadratni meter na dan.
To je približno polovica količine, ki bi jo proizvedel običajen elektrolizator na vodo v podobnih okoljskih pogojih, pravi Simon Bennett iz Mednarodne agencije za energijo. Rekel New Scientist, vendar ni slabo za napravo, ki deluje na vlago.
Glavna težava, s katero se sooča vodikovo gorivo, je dejstvo, da se infrastruktura za njegovo distribucijo zelo razlikuje od tiste, ki se uporablja za današnja fosilna goriva, saj pogosto zahteva visokotlačno in celo kriogeno shranjevanje. Kot je poudaril Li Newsweek, naprava, kot je ta, ki omogoča proizvodnjo vodika kjer koli, bi lahko pomagala pri distribuciji proizvodnje, kar bi lahko rešilo nekatere od teh težav.
Vendar pa je trenutno največja ovira za zeleni vodik cena. Dokler se tehnologija elektrolizatorjev ne poceni in ne postane učinkovitejša, je malo verjetno, da vodik konkurira tradicionalnim gorivom, ne glede na to, ali je pridobljen iz zraka ali ne.
Kreditno slike: Gerd Altmann iz pixabay
