Nový hybrid dokáže zo slnka vyrábať elektrinu aj vodík

Vodíkové autá sa už pomaly začínajú objavovať na cestách, ale nedostatok infraštruktúry na tankovanie a masovú výrobu sú stále veľkou prekážkou.

Výskum vedcov z Kalifornskej univerzity v Los Angeles (UCLA) by v budúcnosti mohol pomôcť znížiť vstupné bariéry pre spotrebiteľov využívajúcich vodík v autách. Rovnako môže osloviť tých, čo budú používať palivové články v domácnostiach. Má sa o to postarať zariadenie, ktoré využíva na výrobu vodíka aj elektriny slnečné svetlo.

Pozrite siRodí sa nová cesta k „zelenej energii“? Umelá fotosyntéza dokáže vyrábať vodík

Nie žeby išlo o prvý pokus zapojiť slnko do výroby vodíka, ale tentoraz ide o novinku. Prístroj z UCLA je hybridná jednotka, spájajúca superkapacitor s vodíkovým palivovým článkom a celú jeho prevádzku zaisťuje solárna energia. Okrem bežnej anódy a katódy má zariadenie tretiu elektródu, ktorá môže elektricky uložiť energiu, alebo ju použiť na rozklad vody na vodík a kyslík pomocou elektrolýzy.

Aby boli elektródy čo najefektívnejšie, vedci pomocou nanotechnológií maximalizovali plochu ich povrchu, ktorá prichádza do styku s vodou. Tým sa zvyšuje množstvo vodíka, ktoré systém môže vyprodukovať, aj veľkosť energie uchovávanej v superkapacitore.

„Ľudia budú potrebovať palivo, aby mohli prevádzkovať (vodíkové) autá a elektrinu na prevádzku svojich elektrospotrebičov.  „Teraz bude možné vyrábať palivo aj elektrinu jedným zariadením“, hovorí Richard Kaner, hlavný autor štúdie.

Pozrite siVzácne kovy môžu zvýšiť účinnosť vodíkových automobilov

Súčasné zariadenie veľkosti malého mobilu by asi energetickú bilanciu domácnosti veľmi neovplyvnilo. Autori výskumu sa však domnievajú, že nič nebráni tomu, aby sa pre komerčné aplikácie veľkosť systému mnohonásobne zväčšila.

„Vodík je skvelé palivo pre vozidlá: je to najčistejšie známe palivo, je lacný a jeho spaľovanie negeneruje žiadne znečisťujúce látky unikajúce do ovzdušia – len vodu. Takto by sa mohli dramaticky znížiť náklady na vodíkové vozidlá“, myslí si Kaner.

ZDROJ | UCLA

Samotný vodík je síce čistý, ale jeho výroba v komerčnom meradle čistou byť nemusí. Pokiaľ sa elektrina na elektrolýzu vyrába v tepelných elektrárňach, takto vyrobený vodík zanecháva značnú uhlíkovú stopu. Taktiež pri výrobe vodíka premenou zemného plynu (resp. metánu) vzniká veľké množstvo emisií oxidu uhličitého. Použitie obnoviteľných zdrojov elektriny môže tento problém do značnej miery odstrániť.

Pozrite siNanočastice hliníka vyrobia vodík z vody ľahko a rýchlo

Energia vyrobená z obnoviteľných zdrojov sa môže skladovať buď v chemickom (elektrolýza vody)  alebo v elektrochemickom tvare (batérie, alebo supercapacitory), čo sú dva odlišné procesy. Riešenie z UCLA predstavuje integrovaný systém využitia slnečnej energie pre elektrochemické skladovanie energie, aj vodnú elektrolýzu.

Výhodou nového riešenia je aj to, že zariadenie používa bežné materiály ako nikel, železo a kobalt, ktoré sa vyskytujú oveľa hojnejšie ako platina a iné drahé kovy, ktoré sa v súčasnosti používajú pri výrobe vodíka ako katalyzátory. Zariadenie by preto mohlo byť dostupné za prijateľnú cenu.

ZdrojNew Atlas

Komentáre k článku