Moim zdaniem. Jak uzyskać wodór, paliwo przyszłości?

Czytaj dalej
Fot. Andrzej Banas / Polska Press
Ryszard Tadeusiewicz, profesor AGH

Moim zdaniem. Jak uzyskać wodór, paliwo przyszłości?

Ryszard Tadeusiewicz, profesor AGH

Martwimy się, że uboczny skutek rozwoju cywilizacji, rosnąca emisja dwutlenku węgla, zmusi nas między innymi do zasadniczych zmian w dziedzinie motoryzacji. Miliony samochodów, spalających ropę naftową, benzynę lub gaz - to miliony rur wydechowych, z których bucha CO2. Coś z tym trzeba zrobić, bo same drakońskie kary nakładane na elektrownie węglowe sytuacji klimatycznej nie poprawią.

Iluzją jest przekonanie, że rozwiązaniem będą samochody elektryczne. Owszem, one same dwutlenku węgla nie emitują, ale żeby wyprodukować prąd, który zasili ich akumulatory, trzeba będzie spalić węgiel albo inne paliwo w elektrowniach. Obawiam się, że biorąc pod uwagę straty energii podczas przesyłania, sumaryczna emisja CO2 będzie większa. Przejście z elektrowni węglowych na gazowe też nie rozwiąże sytuacji, bo w nich także dwutlenek węgla powstaje.

Czy jest rozwiązanie?

Owszem, od lat energetycy wskazują, że idealnym paliwem byłby wodór. Jego spalanie dostarcza nieporównanie więcej energii niż spalanie benzyny czy innych gazów, zaś produktem spalania jest czysta woda - z pewnością środowiskowo nieszkodliwa, a być może nawet korzystna.

Ale pojawia się pytanie, skąd brać ów wodór? Najbardziej oczywistym źródłem jest woda. Jej rozkład chemiczny dostarcza owego potrzebnego wodoru i tlenu, który magazynowany pod ciśnieniem w butlach też jest użyteczny chociażby w szpitalach, ale także w przemyśle.

Rozkład wody na tlen i wodór łatwo jest przeprowadzić metoda elektrolizy (przepuszczając przez wodę prąd), ale - jak wspomniałem przy okazji samochodów elektrycznych - wyprodukowanie tego prądu wiąże się z emisją CO2.

Duże nadzieje budzi jednak możliwość rozkładu wody za pomocą katalizatorów, z wykorzystaniem dodatkowo energii słonecznej.

Można optymistycznie stwierdzić, że uczeni są tu już na dobrej drodze. W ETH z Zurichu (słynnej politechnice, która wykształciła Alberta Einsteina) grupa naukowa Markusa Niderbergera stworzyła narzędzie, które rozkłada wodę za pomocą katalizatora aerożelowego. Aerożel to piana ze stopionego krystalicznego półprzewodnika, która po zestaleniu jest niezwykle lekka. Jeden cm3 aerożelu waży zaledwie 2 miligramy. To prawie tyle, co powietrze (1,2 mg/cm3). Natomiast powierzchnia wewnętrzna 1 grama aerożelu to 1200 m2. Na tej ogromnej wewnętrznej powierzchni można rozmieścić katalizator, który będzie wymuszał potrzebną reakcję chemiczną. Dla uzyskania dużej skuteczności katalizatora duża powierzchnia, na której jest on rozłożony, ma kluczowe znaczenie!

Katalizator, który wymusza rozkład wody na tlen i wodór, to dwutlenek tytanu z domieszką palladu, który zwiększa jego skuteczność aż 70 razy. Taki katalizator pod działaniem światła słonecznego produkuje potrzebny wodór i tlen, ale ma małą sprawność. Tylko 5 proc. energii promieniowania jest wykorzystywane i w dodatku potrzebne jest tu promieniowanie ultrafioletowe, którego atmosfera ziemska prawie nie przepuszcza. Ale okazało się (wykryła to doktorantka prof. Niderbergera, Junggou Kwon), że domieszka niewielkiej ilości azotu do składu katalizatora poprawia jego wydajność i sprawia, że reakcję napędza także światło widzialne, którego mamy pod dostatkiem.

Metoda pozyskiwania wodoru opisana wyżej (w skrócie i uproszczeniu) metodą katalityczną wymaga jeszcze wielu badań i udoskonaleń, zanim z poziomu odkrycia naukowego przejdzie do poziomu technologii możliwej do wykorzystania w praktyce gospodarczej.

Zatem droga do wodoru, jako paliwa przyszłości, produkowanego tą metodą (bo są też i inne metody) jest jeszcze daleka. Ale znane jest przysłowie, że nawet najdłuższa podróż zaczyna się od pierwszego kroku. Jak się wydaje - ten pierwszy krok został uczyniony!

Ryszard Tadeusiewicz, profesor AGH

Dodaj pierwszy komentarz

Komentowanie artykułu dostępne jest tylko dla zalogowanych użytkowników, którzy mają do niego dostęp.
Zaloguj się

Polska Press Sp. z o.o. informuje, że wszystkie treści ukazujące się w serwisie podlegają ochronie. Dowiedz się więcej.

Jesteś zainteresowany kupnem treści? Dowiedz się więcej.

© 2000 - 2022 Polska Press Sp. z o.o.