Rozbíjení molekul vody bude levnější

Datum 14.04.2020

Tým vědců ze státní univerzity ve Washingtonu vyvinul levnější systém elektrolýzy vody, pracující v alkalických podmínkách. Efektivita produkce vodíku má být stejně efektivní jako při kyselým pH vyžadující při štěpení vody také vzácné kovy, ale výrazně levnější. Tato změna snižuje náklady na technologii štěpení vody a nabízí životaschopnější způsob ukládání energie ze sluneční a větrné energie ve formě vodíkového paliva.

V současné době se nejznámější způsob používaný pro štěpení elektrolýzu vody spoléhá na drahé kovy jako katalyzátory. Vědci z Los Alamos National Laboratory a Washington State University, vyvinuli ale systém, který používá levnější a hojněji dostupné materiály. Svůj postup popsali březnu 2020 v Nature Energy.

“Stávající systém elektrolýzy vody používá velmi drahý katalyzátor. V našem systému používáme katalyzátor na bázi niklu a železa, který je se srovnatelným výkonem mnohem levnější,” řekl Yu Seung Kim, vědec z Los Alamos National Laboratory

Většina způsobů štěpení vody se dnes provádí pomocí zařízení, které se nazývá protonový membránový vodní elektrolyzér, pomocí kterého se extrahuje vodík. Zařízení je drahé a ke své funkci vyžaduje katalyzátory z drahých kovů jako je platina a iridium. Funguje navíce jen ve velmi kyselých podmínkách, takže i kovové desky musí být vyrobené z titanu, aby byly odolné vůči zvýšené korozi.

Výzkumný tým pracoval na vyřešení tohoto problému štěpení vody za alkalických podmínek pomocí aniontového membránového elektrolyzéru. Tento typ elektrolyzéru nepotřebuje katalyzátor na bázi drahých kovů. Ve skutečnosti tým vedený Yuehe Linem vytvořil katalyzátor na bázi niklu a železa, což jsou prvky, které se vyskytují v daleko větším množství a tudíž jsou daleko levnější.

“Štěpení vody je čistá technologie, ke které ale potřebujete elektřinu,” uvedl Lin. “Nyní máme spoustu obnovitelné energie ze solárních panelů a větrných turbín, výroba energie z nich je ale nestabilní. V noci nemůžeme využívat sluneční energii, ale během dne ji můžeme použít k přeměně na něco jiného, jako například vodík.“

Očekává se, že globální trh s vodíkem do roku 2023 dosáhne hodnoty 200 miliard amerických dolarů. Potenciální trhy s vodíkovou energií zahrnují také palivové články pro automobily. Lin odhaduje, že jen ve Spojených státech je přibližně 600 větrných farem připravených k přímému připojení k vodním elektrolytickým systémům.

–r–