Výzkumný tým z University of Illinois Chicago, který využívá o 600 % nižšího napětí k výrobě vodíku, vyvinul novou metodu štěpení vody.
Výzkumníci z University of Illinois Chicago (UIC) vyvinuli novou metodu výroby plynného vodíku z vody pomocí solární energie a zemědělského odpadu, jako je hnůj nebo plevy. Výzkumníci uvedli, že tato metoda snižuje množství energie potřebné k vytvoření vodíkového paliva o 600 %. Výsledky jsou prezentovány ve studii „Podvoltová konverze aktivovaného biouhlu a vody pro produkci H2 blízko rovnováhy prostřednictvím elektrolýzy vody za pomoci biouhlu“. Ta se publikovala v Cell Reports Physical Science.
Metoda výroby využívá látku bohatou na uhlík zvanou biouhel ke snížení množství elektřiny potřebné k přeměně vody na vodík. V kombinaci s využitím solární energie nebo větru k napájení procesu štěpení vody známého jako elektrolýza.
,,Jsme první skupinou, která ukazuje, že můžete vyrábět vodík s využitím biomasy za zlomek voltu,“ uvedli vědci. ,,Toto je transformační technologie.“
Elektrolýza představuje nejdražší krok v životním cyklu vodíkového paliva a představuje asi 80 % nákladů. Nedávné pokroky ve výrobě vodíkového paliva snížily napětí potřebné pro štěpení vody zavedením zdroje uhlíku do reakce. Tento proces však často využívá uhlí nebo drahé rafinované chemikálie a jako vedlejší produkt uvolňuje uhlíkové emise.
Výzkumníci UIC upravili proces tak, aby místo toho využíval jako zdroj uhlíku biomasu z běžných odpadních produktů. Smícháním kyseliny sírové se zemědělským odpadem, živočišným odpadem a odpadními vodami vytvořili suspenzi biouhlu, která se má použít v reakci.
Zemědělský odpad sníží spotřebu elektřiny na pětinu voltu
Tým vyzkoušel několik různých vstupů pro biouhel, včetně slupek cukrové třtiny, konopného odpadu, papírového odpadu a kravského hnoje. Všech pět vstupů snížilo výkon potřebný k provedení elektrolýzy. Ovšem nejlepší výkon, kravský hnůj, snížil spotřebu elektřiny o 600 %, na zhruba pětinu voltu.
Při snížených požadavcích na napětí byli výzkumníci UIC schopni vytvořit elektrolytickou reakci s jedním křemíkovým solárním článkem generujícím asi 15 miliampérů proudu při 0,5 V, nebo méně než množství energie vyrobené AA baterií.
,,Je to velmi efektivní, s téměř 35 % přeměnou odpadu biouhlu a sluneční energie na vodík,“ řekl Rohit Chauhan, spoluautor zprávy. Chauhan řekl, že míra využití biouhlu představuje světový rekord.
Výzkumný tým uvedl, že toto využití metody odpadu biouhlu představuje nový potenciál toku příjmů pro zemědělce. A taky vytváří příležitost stát se soběstačnými pro energetické potřeby.
Společnost Orochem Technologies Inc. sponzorovala výzkum a požádala o patenty na proces biouhlu a vodíku. Tým UIC plánuje otestovat metody ve větším měřítku. Na této studii se podílely také Stanford University, Texas Tech University, Indian Institute of Technology Roorkee, Korea University.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
