Νέο σύστημα πέτυχε καθαρό κόστος παραγωγής μόλις 1,54 δολ. ανά κιλό - Η ανακάλυψη αντικαθιστά την παραγωγή οξυγόνου με την οξείδωση της γλυκόζης που προέρχεται από γεωργικά προϊόντα
Σύστημα ηλιακής ενέργειας αντικαθιστά το οξυγόνο με ζάχαρη για να μειώσει το κόστος παραγωγής πράσινου υδρογόνου.
Ερευνητές το πέτυχαν σε τιμή που τελικά υποτιμά τα ορυκτά καύσιμα.
Αντικαθιστώντας το πιο σπάταλο μέρος της διαδικασίας διάσπασης του νερού με γεωργικά απόβλητα, ένα νέο σύστημα πέτυχε καθαρό κόστος παραγωγής μόλις 1,54 δολ. ανά κιλό (περίπου 0,70 δολάρια ανά λίβρα).
Αυτό θα μπορούσε να τερματίσει αποτελεσματικά την δεκαετή οικονομική αντιπαράθεση μεταξύ καθαρής ενέργειας και φυσικού αερίου.
«Η παραγωγή πράσινου υδρογόνου (H2) με τη μετατροπή του ηλιακού φωτός χρησιμοποιώντας φωτοβολταϊκά (PV) για την ηλεκτρόλυση και τη διάσπαση του νερού είναι μια πολλά υποσχόμενη λύση σε αυτά τα προβλήματα, καθώς το H2 έχει πολύ υψηλή βαρυμετρική ενεργειακή πυκνότητα, μπορεί να αποθηκευτεί και να μεταφερθεί και απελευθερώνει μόνο νερό ως προϊόν όταν καίγεται», ανέφεραν οι ερευνητές σε μια νέα μελέτη.
Ωστόσο, εδώ και χρόνια, το πράσινο υδρογόνο ήταν περίπου 3 έως 5 φορές πιο ακριβό από το γκρι υδρογόνο που παράγεται από μεθάνιο.
Αντικατάσταση της παραγωγής οξυγόνου μέσω… γεωργικών αποβλήτων
Ωστόσο, αυτή η νέα μέθοδος που αναπτύχθηκε από μια κοινή ομάδα του Γεωπονικού Πανεπιστημίου της Κίνας και του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Nanyang καλύπτει αυτό το κενό αναδιατάσσοντας ριζικά τη χημεία της αντίδρασης.
Στην παραδοσιακή ηλεκτρόλυση, το νερό διασπάται σε υδρογόνο και οξυγόνο. Ωστόσο, η παραγωγή οξυγόνου είναι ενεργοβόρα και δεν προσφέρει εμπορική αξία.
Η ανακάλυψη αυτή αντικαθιστά την παραγωγή οξυγόνου με την οξείδωση της γλυκόζης, ενός σακχάρου που προέρχεται εύκολα από γεωργικά απόβλητα όπως το βαμβάκι και τα στελέχη σιταριού.
Αυτή η αλλαγή έχει ως αποτέλεσμα μια αντίδραση που απαιτεί 400 χιλιοστά του βολτ λιγότερη τάση από την τυπική διάσπαση του νερού και δημιουργεί ένα πολύτιμο παραπροϊόν που ονομάζεται μυρμηκικό άλας.
Χρήση καταλύτη με προσμίξεις χαλκού
Το σύστημα που χρησιμοποιείται εδώ είναι ένας εξειδικευμένος καταλύτης κατασκευασμένος από οξυϋδροξείδιο του κοβαλτίου με προσμίξεις ακριβώς 5% χαλκό. Αυτή η μικροσκοπική ποσότητα χαλκού λειτουργεί ως μοριακό τιμόνι, εμποδίζοντας τα μόρια σακχάρου να θρυμματιστούν σε άχρηστο διοξείδιο του άνθρακα.
Μέσω μιας ακριβούς οδού διάσπασης, ο καταλύτης καθοδηγεί τη γλυκόζη έτσι ώστε το 80% των μορίων να μετατρέπεται με επιτυχία σε μυρμηκικό άλας υψηλής αξίας.
Αυτός ο σχεδιασμός χωρίς μεμβράνη εξαλείφει επίσης τον κίνδυνο εκρηκτικών μειγμάτων αερίων επειδή δεν παράγεται οξυγόνο, επιτρέποντας στους μηχανικούς να αφαιρέσουν τις ακριβές μεμβράνες διαχωρισμού που απαιτούνται στους παραδοσιακούς ηλεκτρολύτες.
Το πράσινο Η2 στη βιομηχανική απανθρακοποίηση
Σε αντίθεση με τα πειράματα εργαστηριακής κλίμακας που απαιτούν καθαρές χημικές ουσίες, αυτό το σύστημα αποδείχθηκε ανθεκτικό όταν τροφοδοτήθηκε με ακατέργαστα εκχυλίσματα από βαμβάκι και άχυρο σιταριού.
Όταν τροφοδοτήθηκε με συμπυκνωμένο ηλιακό φως μέσω ενός ηλιακού στοιχείου τριπλής σύνδεσης, η συσκευή παρήγαγε υδρογόνο με ρυθμό ρεκόρ 519 μικρογραμμομορίων ανά ώρα ανά τετραγωνικό εκατοστό.
Με καθαρό κόστος 1,54 δολαρίων ανά κιλό (0,70 δολάρια ανά λίβρα), αυτή η τεχνολογία θέτει το πράσινο υδρογόνο σε εμβέλεια βαριών βιομηχανιών όπως η χαλυβουργία και η ναυτιλία οι οποίες εδώ και καιρό παρεμποδίζονται από την υψηλή τιμή της απανθρακοποίησης.
«Αυτή η μελέτη κατέδειξε τη σκοπιμότητα της παραγωγής πράσινου H2 με υψηλό ρυθμό παραγωγής και ταυτόχρονη αναβάθμιση των προδρόμων βιομάζας σε χημικές πρώτες ύλες», κατέληξε η μελέτη.
www.worldenergynews.gr
