Vědci z australské RMIT University objevili slibný způsob, jak 14násobně zvýšit výrobu ekologického vodíku. Pointa je použít při elektrolýze vody zvukové vlny, uvádějí ve článku Dobré vibrace zvyšují produkci zeleného vodíku. Stačí přidat akustický modul a stejné zařízení rázem vyrobí 14× více vodíku.
Vynález nabízí efektivní způsob, jak využít bohaté zásoby levného vodíkového paliva pro dopravu a další odvětví, který by mohl radikálně snížit emise uhlíku a pomoci v boji proti změně klimatu. „Jedním z hlavních problémů elektrolýzy je vysoká cena používaných elektrodových materiálů, jako je platina nebo iridium,“ uvedl v prohlášení docent Amgad Rezk, který vedl výzkum.
Vibrace zvyšují výrobu vodíku
Většina vodíku se vyrábí štěpením zemního plynu. Při výrobě takzvaného modrého vodíku se však do atmosféry uvolňují škodlivé skleníkové plyny – zejména oxid uhličitý. Další metodou výroby je elektrolýza vody, spočívající v tom, že vodou pomocí dvou elektrod prochází elektřina a rozděluje její molekuly na plynný kyslík a vodík, které se objevují jako bublinky.
Tímto procesem se vyrábí ekologický vodík, který vzhledem k vysoké energetické náročnosti výroby představuje jen malý zlomek celosvětové produkce. Díky použití vysokofrekvenčních vibrací k „rozdělení a ovládnutí“ jednotlivých molekul vody během elektrolýzy se vědcům podařilo rozdělit molekuly a uvolnit čtrnáctkrát více vodíku ve srovnání se standardními technikami.
„Díky zvukovým vlnám je získávání vodíku z vody mnohem snazší, odpadá nutnost používat korozní elektrolyty a drahé elektrody, jako je platina nebo iridium.“ konstatuje Rezk, který dodává: „Protože voda není korozní elektrolyt, můžeme použít mnohem levnější elektrodové materiály, jako je stříbro.“
Omezení bublin na elektrodách
Yemima Ehrnst vyzdvihuje skutečnost, že zvukové vlny také zabraňují hromadění vodíkových a kyslíkových bublin na elektrodách, což výrazně zlepšuje jejich vodivost a stabilitu. „Materiály elektrod používané při elektrolýze trpí hromaděním plynného vodíku a kyslíku, které vytvářejí plynovou vrstvu, jež minimalizuje jejich aktivitu a výrazně snižuje jejich výkon,“ upřesnila jednu z velkých výhod.
Yemima Ehrnst drží zvukové zařízení, které výzkumný tým použil ke zvýšení produkce vodíku při elektrolýze vody.
Možnost používat levné elektrodové materiály a vyhnout se používání vysoce korozních elektrolytů může zásadně změnit pravidla hry a snížit náklady na výrobu ekologického vodíku. Výsledky výzkumu byly publikovány v odborném časopise Advanced Energy Materials a na ochranu nové technologie byla podána předběžná patentová přihláška.
Přestože je inovace slibná, musí vědecký tým překonat problémy s integrací zvukových vln do stávajících elektrolyzérů. „Rádi bychom spolupracovali s průmyslovými partnery, abychom posílili a doplnili jejich stávající technologie elektrolyzérů a integrovali je do stávajících procesů a systémů,“ uzavírá profesor Leslie Yeo.