Kizárólag napfény és víz kell: új megoldás született hidrogén üzemanyag előállítására

Japán kutatók fejlesztették ki azt az új technológiát, ami csak napfény és víz felhasználásával állít elő hidrogén üzemanyagot. Az innováció egy különleges fotokatalizátort alkalmaz, ezzel olcsóbbá, bőségesebbé és fenntarthatóbbá teheti a hidrogén üzemanyag előállítását, így új lendületet adhat a zöld energiaforrások térnyerésének.

A szabad hidrogén előállítása jelenleg földgáz felhasználásával történik, ezáltal továbbra is a fosszilis energiahordozókra támaszkodik. Az új, napenergia alapú technológia viszont lehetőséget kínál arra, hogy a hidrogén valódi alternatívává váljon.

„A fotokatalizátorokkal történő vízbontás ideális technológia a napenergia kémiai energiává átalakítására és tárolására. Az utóbbi évek fejlesztései ezen a téren bizakodásra adnak okot” – állítja Kazunari Domen, a japán Shinshu Egyetem professzora, a tanulmány vezető szerzője.

Így bírták működésre a reakciót

A vízbontás alapja, hogy a vizet hidrogénre és oxigénre bontsák. Bár ez az elmélet egyszerű, a folyamat rendkívül energiaigényes, és katalizátorra, jelen esetben fotokatalizátorra van szükség hozzá, ami fény hatására képes elősegíteni a kémiai reakciókat. A japán kutatócsoport ennek megfelelően egy úgynevezett „kétlépcsős” vízbontási rendszert alkalmazott, ami hatékonyabb, mint a hagyományos „egylépcsős” (alacsony energiaátalakítási hatékonysággal működő) rendszerek. A kétlépcsős megközelítésben az egyik fotokatalizátor hidrogént, a másik pedig oxigént állít elő.

„A napenergia-konverziós technológia nem működik éjjel vagy rossz időben, de ha a napfény energiáját kémiai üzemanyagként tároljuk, azt bármikor és bárhol felhasználhatjuk” – mutatott rá az egyik legnagyobb előnyre Takashi Hisatomi, a kutatócsoport tagja.

A kutatók három évig üzemeltettek egy 100 négyzetméteres reaktort valós körülmények között, és azt tapasztalták, hogy a természetes napfényben a rendszer jobban teljesített, mint a laboratóriumi teszteknél. „Az ultraviola-sugárzásra érzékeny fotokatalizátorunk természetes napfényben másfélszer nagyobb energiaátalakítási hatékonyságot ért el” – számolt be Hisatomi.

A rendszer általános hatékonysága – szimulált napfénynél – egy százalék körüli, és még egyik kísérletben sem érte el az ötszázalékos küszöböt, de a kutatók szerint további fejlesztésekkel ez elérhetővé válik. Domen leszögezte: a technológia gyakorlati szintre emeléséhez a fotokatalizátorok hatékonyságának növelésére van szükség – ha ez sikerül, az iparág komolyan elkezdhet dolgozni a tömegtermelési technológiák, gázszétválasztási folyamatok és nagyszabású üzemek kiépítésén. „Ez nemcsak a napenergia-átalakításról alkotott képet változtatná meg, hanem felgyorsítaná az ehhez kapcsolódó infrastruktúra, törvények és szabályozások fejlődését is” – tette hozzá a professzor.

Gábor János, NEW technology