Megvan a korlátlan hidrogénforrás előállításának módszere
Szabad az út az üzemanyagcellás járművek és általában a hidrogén alapú, fenntartható társadalom előtt: amerikai kutatók rájöttek, hogyan lehet tengervízből fenntartható módon előállítani a nagy energiatartalmú gázt.
A hidrogén a leggyakrabban előforduló anyag a világegyetemben: az ismert legkönnyebb anyag az univerzum mintegy 74 százalékát teszi ki. A Földön persze mások az arányok: az óceánok összetételében kevesebb, mint 11 százaléknyi, a légkörben pedig az egy százalékot sem éri el a hidrogén aránya. Ahhoz tehát, hogy üzemanyagként használhassuk, mesterségesen kell előállítanunk a hidrogént, ami legegyszerűbben elektrolízissel, azaz vízbontással lehetséges.
Mivel földünkön a 2018-as adatok alapján egymilliárd 386 millió 604 ezer 230 köbkilométernyi (azaz 1,39 trillió köbméter, vagyis 1,39 trilliárd liter) víz található, ez elvileg nem jelent problémát. Csakhogy ennek a víznek mintegy 97 százaléka tengervíz, ami a tudomány eddigi állása szerint nem volt alkalmas a vízbontásra, mivel sajátos összetételének köszönhetően vízbontás során rendkívül gyorsan korrodálja a pozitív elektródát (anód). Édesvízből hidrogént előállítani viszont a legkevésbé sem fenntartható megoldás, hiszen a föld ivóvízkészletei így is korlátozottak.
Ezért számít mérföldkőnek az a felfedezés, amelyet a kaliforniai Stanford Egyetem három kutatója tett: speciális szerkezetű nikkel vegyületekkel vonják be az anódot, amelyek egyrészt elősegítik az elektrolízis folyamatát, másrészt megelőzik a pozitív elektróda korrózióját. A kísérletsorozatban a hagyományos elektróda 12 óra elteltével annyira korrodálódott a tengervízben, hogy leállt az elektrolízis folyamata – az új fejlesztésű, bevont anód viszont több mint ezer órán át üzemképes maradt. Ráadásul a folyamat során tízszer nagyobb áramerősséggel tudták bontani a tengervizet, mint korábban, ezért az eljárással adott idő alatt nagyobb mennyiségű hidrogén állítható elő – a hatásfok gyakorlatilag megegyezik a jelenleg használt, tisztított édesvizet alkalmazó folyamatokéval.
Az eljárást nem csak laboratóriumi körülmények között végezték el, egyszerű iskolai eszközökkel, a San Francisco-i öbölből merített tengervízzel is működött. A kutatók szerint most a vállalatokon a sor, hogy ipari léptékben is megvalósítsák a folyamatot. A tudósok optimisták, szerintük a jelenleg létező, tisztított vizet alkalmazó berendezések néhány alkatrészének cseréjével gyorsan és hatékonyan átállíthatók tengervíz bontására.
A Stanford Egyetem által kidolgozott módszer új lendületet adhat a hidrogén ipari felhasználásának, és elősegítheti a hidrogén üzemanyagcellás személy- és haszonjárművek elterjedését. A felfedezés pont időben érkezett, hiszen az FCEV technológia élharcosa, a Toyota a következő néhány évben megkezdi a technológia széles körű piaci bevezetését. 2020-ra megfelezi az üzemanyagcella gyártási költségeit, a 2025-ben színre lépő, harmadik generációs berendezések pedig csupán negyed annyiba fognak kerülni, mint most. Ez megteremti az alapot a Toyota azon ambíciójához, hogy a második generációs Mirai szedánból és további üzemanyagcellás típusaiból évente 30 ezer darabot (a jelenlegi mennyiség tízszeresét) értékesítsen világszerte.