Paliwo wodorowe da się otrzymać z powietrza
Jedną z największych przeszkód w powszechnym stosowaniu paliwa wodorowego jest jego wydajne i czyste wytwarzanie. Wodór przeznaczony do użytku przemysłowego pochodzący z paliw kopalnych i jest zanieczyszczony związkami zawierającymi węgiel. Oczyszczanie go nie jest przyjazne środowisku, bo produktami ubocznymi są tlenek węgla, dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane.
Alternatywnym źródłem jest woda. W procesie jej elektrolizy można bowiem wytworzyć cząsteczkowy wodór i tlen. O ile rozkład ciekłej wody jest intensywnie badany, o tyle analogiczny proces dla pary wodnej jest rozważany rzadziej. Tymczasem perspektywa pozyskiwania wodoru z powietrza wydaje się bardzo kusząca. Proces ten zależy m.in. od ilości zawartej w nim pary wodnej i może być problematyczne w rejonach o niskiej wilgotności.
Problemem tym zajął się australijsko-chiński zespół badawczy. Opracowane przez nich urządzenie w uproszczeniu składa się z dwóch elektrod, pomiędzy którymi umieszczony został porowaty materiał nasączony kwasem siarkowym (VI). Związek ten jest substancją silnie higroskopijną i, co za tym idzie, wchłania wilgoć z powietrza niczym gąbka. Pochłonięta woda jest następnie utleniana do tlenu i kationów wodorowych na anodzie. Te ostatnie są z kolei redukowane na katodzie do cząsteczkowego wodoru, który zbierany jest do pojemnika. Urządzenie działa nawet przy wilgotności względnej rzędu 4%. Może zatem pracować niemalże w dowolnym miejscu na Ziemi, gdyż wartość tego parametru rzadko spada poniżej 30%.
Z pracy opisanej w „Nature Communications” wynika, że urządzenie może być zasilane za pomocą energii słonecznej, wiatrowej, geotermalnej, czy pływowej. Autorzy zdecydowali się jednak na mały panel słoneczny, który może zasilać do pięciu elektrolizerów, tworząc kompletny zestaw do wytwarzania wodoru. Przy wilgotności 40% system może działać przez około 12 dni, produkując wodór z wydajnością około 95%.
Urządzenie przetestowano także w wyjątkowo słoneczny i suchy dzień (wilgotność względna nieco poniżej 30%) w Melbourne w Australii – wytworzono łącznie 3,7 m3 wodoru. Wyniki badań są bardzo zachęcające. Zwłaszcza że w niektórych rejonach świata każda kropla wody jest na wagę złota i zużywanie jej do produkcji wodoru mogłoby być kwestią sporną.