Spolupráce mezinárodního týmu vědců učinila obrovský technologický skok, když vyvinula nový způsob výroby vodíku z vody pomocí solární energie. Inovace v oblasti chemie v nano měřítku má přinést revoluci v technologii udržitelné a účinné výroby vodíku a její potenciál pro odvětví paliv je značný.
Odborníci na chemii v nanorozměrech se spojili, aby společně pracovali na výrobě obnovitelného vodíku pomocí sluneční energie, a výsledky mají vzrušující potenciál ve snaze o dosažení udržitelných palivových možností. Společnou studii vedla Flindersova univerzita v Adelaide v Jižní Austrálii a podíleli se na ní členové týmů z Německa, Spojených států a Austrálie.
Tým identifikoval nový proces zahrnující solární články, který lze aplikovat na technologii fotokatalytického štěpení vody za účelem výroby ekologického vodíku. Ke štěpení molekul vody byl použit katalyzátor vyvinutý během výzkumu ve Spojených státech pod vedením profesora Paula Maggarda. Výsledky ukázaly, že nová třída kineticky stabilních solárních materiálů z jádra a pláště oxidu Sn(II)-perovskitu by mohla v budoucnu fungovat jako katalyzátor pro požadovanou kritickou reakci vývinu kyslíku při výrobě vodíkové energie bez znečištění.
Další novinkou v jiné oblasti vývoje solární energie je bifaciální solární panel s polovodičem z teluridu kadmia (CdTe) společnosti First Solar, který tato společnost označuje za první na světě.
Související článek
Nové možnosti díky cenově dostupné elektrolýze
Výsledky průlomové studie byly zveřejněny v odborném časopise The Journal of Physical Chemistry C a stanovují strategii vývoje bezuhlíkové ekologické vodíkové technologie zahrnující použití zdrojů energie, které nevypouštějí skleníkové plyny, k vysoce výkonné a cenově dostupné elektrolýze.
Hlavní autor profesor Gunther Andersson z Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology na College of Science and Engineering shrnul výsledky:
„Tato nejnovější studie je důležitým krokem vpřed v pochopení toho, jak mohou být tyto sloučeniny cínu stabilizovány a účinné ve vodě.“
Profesor Paul Maggard z katedry chemie a biochemie na Baylor University, který pracoval na katalyzátoru pro tuto studii, vysvětlil:
„Námi uváděný materiál poukazuje na novou chemickou strategii pro absorpci širokého energetického rozsahu slunečního světla a jeho využití k pohonu reakcí produkujících palivo na jeho povrchu.“
Nová technologie usnadňuje zisk strategického prvku
Obalový Sn(II)-perovskitový solární materiál, který funguje jako katalyzátor reakce na výrobu vodíku, využívá sloučeniny cínu a kyslíku, které se již používají v mnoha aplikacích, jako je katalýza, diagnostické zobrazování a terapeutické léky. Sloučeniny Sn(II) jsou však ve svých technologických aplikacích omezené, protože jsou reaktivní s vodou a kyslíkem, a to je problém, který bude třeba při rozvoji technologie překonat.
Celosvětový výzkum v oblasti fotovoltaiky se v současné době zaměřuje na nákladově efektivní a vysoce výkonné perovskitové alternativy k tradičním křemíkovým a jiným druhům panelů a tyto nejnovější zajímavé poznatky budou vývoj ještě více pohánět.
Existují dva způsoby výroby ekologického vodíku
Nízkoemisní vodík lze vyrábět z vody elektrolýzou, která probíhá tak, že elektrický proud štěpí vodu na vodík a kyslík, nebo termochemickým štěpením vody, které může být umožněno sluneční energií nebo odpadním teplem generovaným jadernými reaktory.
Vodík lze vyrábět z různých zdrojů včetně fosilních paliv, jako je zemní plyn, a biologické biomasy. Je nezbytné si uvědomit, že nižší dopad vodíku na životní prostředí a jeho energetická účinnost závisí na tom, že se při jeho výrobě v žádné fázi procesu nepoužívají fosilní paliva.
V současnosti vyvíjené procesy poháněné sluneční energií využívají k výrobě vodíku světlo, což představuje životaschopnou alternativu k výrobě vodíku v průmyslovém měřítku.
Další významný skok v solární technologii představuje první fungující závod na výrobu ekologického vodíkuv centru obnovitelných inovací ve Spojených státech, kalifornském Central Valley. Očekává se, že zařízení bude vyrábět tři tuny vodíku denně.