Αμερικανοί επιστήμονες φτιάχνουν καύσιμο Η2 από λύματα στο Πρίνστον - Εργάστηκαν για να παρακάμψουν τη δαπανηρή διαδικασία καθαρισμού νερού για πράσινο υδρογόνο (interestingengineering.com)
Η ομάδα του Πρίνστον εντόπισε έναν τρόπο χρήσης ανακτημένων λυμάτων αντί για υπερκαθαρό νερό για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης, όπως αποκαλύπτει το interestingengineering.com.
Αυτή η αλλαγή μειώνει το υψηλό κόστος και το περιβαλλοντικό στρες του καθαρού νερού που απαιτείται για την παραγωγή καυσίμου υδρογόνου.
«Οι υποδομές υδρογόνου γενικά ανταγωνίζονται την τοπική χρήση γλυκού νερού», δήλωσε στις 28 Οκτωβρίου ο Z. Jason Ren (κύριος συντάκτης της μελέτης, καθηγητής πολιτικού και περιβαλλοντικού μηχανικού).
Τα ευρήματα της έρευνας δημοσιεύθηκαν στο περιοδικό Water Research.
«Αλλά κάθε πόλη διαθέτει μονάδα επεξεργασίας λυμάτων και αυτή είναι μια πολύ κατανεμημένη πηγή νερού για την οικονομία του υδρογόνου», πρόσθεσε ο Ren.
Λύση του προβλήματος χρήσης λυμάτων
Το πράσινο υδρογόνο παράγεται με τη χρήση ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας για τη διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο μέσω ηλεκτρόλυσης. Προσφέρει πολύ χαμηλότερες εκπομπές άνθρακα από άλλες μεθόδους.
Ωστόσο, αυτή η διαδικασία συνήθως απαιτεί νερό δαπανηρό και πολύ καθαρό για να αποτραπεί η βλάβη της εξειδικευμένης μεμβράνης μέσα στον ηλεκτρολύτη από ακαθαρσίες.
Οι ερευνητές εργάστηκαν για να παρακάμψουν τη δαπανηρή διαδικασία καθαρισμού νερού για πράσινο υδρογόνο.
Για αυτή τη βιώσιμη μέθοδο, δοκιμάστηκαν ανακτημένα λύματα αντί για νερό βρύσης.
Τα ανακτημένα λύματα είναι επεξεργασμένο νερό κατάλληλο για απόρριψη ή μη πόσιμες χρήσεις, όπως άρδευση ή βιομηχανική ψύξη.
Αυτή η μέθοδος είχε επιχειρηθεί στο παρελθόν, αλλά αυτές οι προσπάθειες χρήσης λυμάτων ως πηγή γρήγορα απέτυχαν.
Μέθοδος που εφαρμόστηκε
Για να αντιμετωπίσει το πρόβλημα, η ομάδα ανέλυσε πρώτα γιατί το σύστημα απέτυχε σε έναν τυπικό εμπορικό ηλεκτρολύτη, κάτι που στη συνέχεια επηρέασε τον σχεδιασμό της νέας τους λύσης.
Το πείραμα χρησιμοποίησε έναν ηλεκτρολύτη νερού με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων η οποία είναι η τυπική εμπορική τεχνολογία που χρησιμοποιείται σήμερα με υπερκαθαρό νερό.
Διαπιστώθηκε ότι οι προηγούμενες προσπάθειες απέτυχαν λόγω ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου στα λύματα που κολλούσαν στη μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων στον ηλεκτρολύτη.
Αυτό εμπόδισε τη μεταφορά ιόντων και προκάλεσε ταχεία μείωση της απόδοσης.
Μειώνει τις ενεργειακές ανάγκες
Η ομάδα του Πρίνστον έλυσε αυτό το πρόβλημα με την οξίνιση (μείωση της τιμής του pH του θαλασσινού νερού) των ανακτημένων λυμάτων με θειικό οξύ.
Αυτό το ρυθμιστικό διάλυμα χρησιμεύει ως πλούσια πηγή πρωτονίων που υπερτερούν των προβληματικών ιόντων ασβεστίου και μαγνησίου.
Το βήμα αυτό διατηρεί με επιτυχία την αγωγιμότητα των ιόντων διαμέσου της μεμβράνης, διατηρεί το απαραίτητο ηλεκτρικό ρεύμα και τελικά επιτρέπει τη συνεχή παραγωγή υδρογόνου χωρίς βλάβη του συστήματος.
Το οξύ που χρησιμοποιείται ανακυκλώνεται συνεχώς. Αυτό σημαίνει ότι δεν εγκαταλείπει ποτέ το σύστημα. Αυτό είναι σημαντικό επειδή προσφέρει τόσο περιβαλλοντικά οφέλη όσο και εξοικονόμηση κόστους.
Μειώνει το κόστος
Είναι ενδιαφέρον ότι η επιλογή χρήσης ανακτημένων λυμάτων αντί για καθαρό νερό θα μπορούσε να μειώσει το κόστος επεξεργασίας νερού για την παραγωγή υδρογόνου κατά περίπου 47%.
Από την άλλη πλευρά, το ενεργειακό κόστος που σχετίζεται με αυτήν την επεξεργασία νερού θα μπορούσε να μειωθεί κατά περίπου 62%.
Η ομάδα συνεργάζεται τώρα με εταίρους της βιομηχανίας για να δοκιμάσει την προσέγγιση σε μεγαλύτερη κλίμακα και με προεπεξεργασμένο θαλασσινό νερό.
www.worldenergynews.gr
