Polscy naukowcy mają pomysł na efektywniejszą i tańszą produkcję zielonego wodoru. Dr inż. Mariusz Szkoda z Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej oraz dr hab. Anna Ilnicka z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu chcą opracować innowacyjny sposób syntezy stabilnych katalizatorów na bazie azotków. Projekt uzyskał niemal 2 mln zł dofinansowania z Narodowego Centrum Nauki w ramach programu OPUS – przekazała Politechnika Gdańska (PG).
Wodór alternatywą dla paliw kopalnych
Wodór jest znakomitym nośnikiem energii – podkreśla PG. Obecnie jego wykorzystanie kojarzone jest głownie z zasilaniem samochodów. Pojawia się także w transporcie morskim czy szynowym. Stanowi on alternatywę dla paliw kopalnych, o ile pozyskiwany jest w ekologiczny sposób. Można go bowiem uzyskiwać różnymi metodami. To, czy będzie przyjazny środowisku, zależy od tego, ile szkodliwych związków uwalnianych będzie do atmosfery podczas jego produkcji.
Produkcja zielonego wodoru – tańsza alternatywa dla platyny
Rozszczepienie wody, czyli tzw. elektroliza, jest jedną z najlepszych metod uzyskiwania wodoru. Wymaga ona wykorzystania stabilnego katalizatora. Obecnie rolę tę najczęściej pełnią platyna bądź tlenki irydu czy rutenu. Nie dość, że są one drogie, to również coraz ciężej dostępne – podaje PG.
– W naszym projekcie będziemy poszukiwać alternatywnych katalizatorów, które będą w stanie konkurować z platyną w kwestii wydzielania wodoru czy też tlenu. Stawiamy na azotki metali, których właściwości są bardzo obiecujące dla procesu elektrolizy, a jednocześnie są znacznie tańsze. Niestety nie są one do końca stabilne, dlatego też będziemy próbować tworzyć hybrydę azotków metali z grafenem domieszkowanym azotem – powiedział Mariusz Szkoda. Dodał, że to połączenie zapewni nie tylko większą stabilność w procesie elektrolizy. Zwiększy też przewodnictwo i efektywność wydzielania wodoru i tlenu.
Tańsza produkcja zielonego wodoru – katalizator dwa w jednym
Projekt jest również wyjątkowy ze względu na bi-funkcjonalność otrzymanych katalizatorów.
– Proces elektrolizy wody może przebiegać na dwa sposoby. Używając platyny obserwujemy reakcję ewolucji wodoru (HER), który następnie pobieramy. Z kolei w przypadku użycia tlenków irydu czy rutenu mamy do czynienia z reakcją ewolucji tlenu (OER). Wydzielany jest wtedy tlen, a na katodzie otrzymujemy czysty wodór. Chcemy, by nasz katalizator łączył w sobie obie możliwości, a więc wykazywał aktywność zarówno w reakcji HER, jak i OER – tłumaczy dr inż. Szkoda.
Zamiennik, który zaproponować chcą naukowcy ma być nie tylko tańszy, ale również bardziej uniwersalny w zastosowaniu.
– W trakcie procesu zarówno azotki metali, jak i grafen domieszkowany azotem otrzymamy w postaci proszku. Wyzwaniem będzie nałożenie ich na inny materiał i tym samym stworzenie elektrody, którą będzie można zanurzyć w wodzie i dzięki niej otrzymać wodór. Warto jednak pamiętać, że uzyskany wodór będzie można nazwać „zielonym” tylko wtedy, jeżeli użyjemy prądu wygenerowanego również w ekologiczny sposób, a więc np. z ogniw fotowoltaicznych czy farmy wiatrowej – wyjaśnia dr inż. Szkoda.
Projekt powstaje w partnerstwie Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu oraz Politechniki Gdańskiej. Budżet projektu wynosi 1 927 234 zł. Część stanowi dofinansowanie dla PG w kwocie 493 490 zł.
Na podstawie media.pg.edu.pl
fot. sozosfera.pl (zdjęcie ilustracyjne)
