Bude vodíková pasta budúcnosťou energetiky?

ZDROJ | Fraunhofer IFAM

Lepšia ako lítium! Vedci z Fraunhoferovho inštitútu predstavili magnéziovú substanciu „Powerpaste“, ktorá viaže vodík s 10-násobkom energetickej hustoty lítiových batérií. Otvára sa tak nová možnosť pre vozidlá s vodíkovými palivovými článkami.

Vodíkové autá bežne prepravujú svoje vodíkové palivo vo forme plynu, stlačeného v nádrži pod tlakom okolo 700 barov. Pomerne veľké a ťažké nádrže uberajú z jednej z výhod vodíka oproti dnešným lítiovým batériám – vyššej hustoty energie. Tento spôsob skladovania zároveň diskriminuje vodík ako palivo pre malé dvojkolesové vozidlá, ako sú motocykle.

Pozrite siKarma vyvíja vodíkové auto, ktoré si vodík vyrobí samo

Avšak tím IFAM pre výrobnú technológiu a pokročilé materiály Fraunhoferovho inštitútu v Drážďanoch prišiel s novým spôsobom skladovania a prenosu vodíka vo forme „Powerpaste“ na báze hydridu horečnatého. Uchováva vodík v chemickej forme a pri atmosférickom tlaku, pričom sa vodík v prípade potreby uvoľní.

ZDROJ | Toyota

Na výrobu pasty sa horčík zmieša s vodíkom pri teplote asi 350 °C pri tlaku päť až šesť atmosfér, pričom  vznikne hydrid horečnatý. Po pridaní esteru a kovovej soli sa vytvorí viskózny šedý prach, ktorý je možné plniť do ľubovoľnej nádoby.

Keď nastane čas na uvoľnenie energie, piestový mechanizmus vytlačí pastu do komory, kde reaguje s vodou na uvoľnenie vodíka dynamicky riadenou rýchlosťou. Ten potom dodáva energiu palivovému článku na výrobu elektriny poháňajúcej elektromotory. Časť uvoľneného vodíka pochádza z vody, s ktorou pasta reaguje, čo zvyšuje energetickú účinnosť.

Vo forme Powerpaste je vodík úplne stabilný pri teplotách do 250 °C a viaže 10-násobok energie v prepočte na kilogram ako Li-ion batérie a aj podstatne viac ako 700-barový zásobník H2 s rovnakou hmotnosťou. Podľa výskumníkov bude mať vodíkové auto poháňané pohonnou jednotkou s Powerpaste dojazd väčší ako benzínové pohony.

Demonštrátor TRL 5 generátora energie s náplňou POWERPASTE a 100 wattovým palivovým článkom.ZDROJ | Fraunhofer IFAM

Vodík vo forme pasty by sa dal ľahko využiť aj na pohon vodíkových motocyklov a skútrov. Tankovanie skútra by bolo otázkou výmeny nádoby s pastou na čerpacej stanici. Vedci vidia perspektívu využitia Powerpaste aj vo veľkých dronoch, alebo v prenosných elektrických spotrebičoch, napríklad kempingových rýchlovarných kanviciach.

Inde by bolo jednoduchšie pumpovať pastu do nádrže – napríklad v osobných a nákladných autách na palivové články, v lietadlách, či v stavebných strojoch.

Pozrite siDaimler a Volvo veria „vodíkovej“ budúcnosti

Podstatnou výhodou tejto formy skladovania vodíka je, že logistika sa dá zabezpečiť oveľa jednoduchšie ako pri bežnej plynnej (nehovoriac o tekutej) forme vodíka. Pasta môže byť prepravovaná v bežných sudoch alebo cisternách a skladovaná kdekoľvek bez nebezpečenstva výbuchu.

Bez odpovede zostávajú ekonomické otázky. Ak je dnes vodík neschopný pri pohone áut konkurovať elektrine, vodíková „silová pasta“ bude nepochybne drahšia, ako výroba čistého vodíka. Nič nevieme tiež o nakladaní s horčíkovým odpadom po „vyhorení“ vodíkového paliva. Bude ho potrebné recyklovať, ale zber a preprava zmažú „logistickú výhodu“ pri preprave samotného paliva. A čo s vodou potrebnou na reakciu? Voda vzniká ako odpad aj v palivovom článku, ale bude k palivu potrebné tankovať aj ďalšiu?

Na odpovede bude zrejme ešte dostatok času, pretože vodíková pasta sa tak skoro do áut a motocyklov tankovať nebude. Testovacia linka Fraunhofer IFAM, ktorá má byť spustená v priebehu tohto roku totiž ročne vyrobí len štyri tony pasty pre testovacie programy.

ZdrojFraunhofer IFAM

Komentáre k článku