Áttörést hozhat a hidrogén ipari előállításában egy új vízbontó katalizátor

A Birminghami Egyetem kutatói olyan új, alacsony hőmérsékletű hidrogén-előállítási módszert mutattak be, amely egyaránt alkalmas központi gyártásra, valamint a nagyüzemi ipari létesítmények hulladékhőjét hasznosító helyi generálásra is. A hidrogén a világegyetem leggyakoribb eleme, egyben tiszta energiahordozó, amely az elégetésekor csupán hőt és vizet bocsát ki.

Bár a felhasználása szén-dioxid-mentes, a jelenlegi termelésének 95 százaléka még mindig fosszilis tüzelőanyagokra támaszkodik.

A termokémiai vízbontás során a katalizátor hidrogénre és oxigénre bontja szét a vizet, ami önmagában tiszta folyamat is lehetne, ám a mai megoldások 700 és 1000 Celsius-fok közötti tartományban működnek, a katalizátor regenerálódása pedig 1300–1500 Celsius-fokos hőt, ezáltal rengeteg tüzelőanyagot igényel. A magas hőmérséklet okozta technológiai korlátot Yulong Ding professzor birminghami kutatócsoportja törte át.

A szakértők bebizonyították, hogy egy speciális perovszkit katalizátor alkalmazásával a folyamat hőmérséklete 500 Celsius-fokkal csökkenthető

Az International Journal of Hydrogen Energy folyóiratban publikált adatok szerint az újonnan kifejlesztett katalizátor 150 és 500 Celsius-fok között jelentős mennyiségű hidrogént termel, a regenerálása pedig már 700 és 1000 Celsius-fok között megvalósítható.

Ez a jelentős különbség lehetővé teszi, hogy az eljárást ne csak speciális laboratóriumokban, hanem gyárak mellett is alkalmazhassák

„Az olyan alapanyagipari szektorok, mint az acél-, cement-, üveg- és vegyipar rengeteg hulladékhőt termelnek, amit hőforrásként használhatnánk az alacsony hőmérsékletű hidrogéntermeléshez” – nyilatkozta Ding.

A kutatók szerint a helyi felhasználás áthidalja a tárolás és a szállítás nehézségeit, így a technológia költséges infrastruktúra kiépítése nélkül is elterjedhet. Sőt, egy előzetes költségelemzés rávilágított, hogy a módszer olcsóbb, mint a vízből elektrolízissel nyert zöld hidrogén, vagy a metánból előállított kék hidrogén gyártása.

A perovszkitok olyan rácsos szerkezetű anyagok, amelyek oxigénmolekulákat építenek be a szerkezetükbe. A kutatók báriumból, nióbiumból, kalciumból és vasból készült változatokra összpontosítottak. Ezek az összetevők könnyen elérhetőek, nem tartalmaznak mérgező anyagokat, és az előállításuk sem igényel bonyolult folyamatokat. A vizsgálatok során a BNCF100 jelű változat bizonyult a leghatékonyabbnak, amely tíz termelési cikluson keresztül is megőrizte teljesítményét.

Az egyetem már meg is kezdte az eljárás kereskedelmi hasznosítását. Először benyújtották a szabadalmi kérvényt, és jelenleg olyan ipari partnereket keresnek, akikkel nagyüzemi méretekben is bevezethetik a technológiát az európai és a brit piacon.

Gábor János, NEW technology