Naukowcy ze Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Technologii (EPFL) w Lozannie z Kevinen Sivula na czele stworzyli urządzenie, które pod wpływem światła słonecznego pobiera wilgoć z powietrza i wydziela zielony wodór. Działa jak… liść.

“Sztuczny liść” inspirowany naturą

Naukowcy ze Szwajcarii opracowali niewielkie urządzenie przypominające liść, które może długoterminowo rozwiązać problem magazynowania energii odnawialnej. Zainspirowali się naturalnym procesem fotosyntezy, w którym rośliny przekształcają światło słoneczne w energię przy użyciu CO2 z atmosfery.

– Naturalna fotosynteza zachodzi poprzez pobieranie dwutlenku węgla z powietrza wraz ze światłem słonecznym i wytwarza cukier, skutecznie przechowując światło słoneczne w postaci chemicznej. Chcieliśmy zrobić to samo, pobrać światło słoneczne i wodę z powietrza i przechowywać tę energię słoneczną w postaci wodoru – wyjaśnił profesor Kevin Sivula, w rozmowie z euronews.com.

Podczas fotosyntezy roślina skutecznie magazynuje energię słoneczną w wiązaniach chemicznych skrobi i cukrów, a później zużywa te produkty, aby odblokować tę energię. W podobny sposób profesor Kevin Sivula chciał magazynować energię słoneczną w postaci wiązań wodorowych, a później wykorzystywać wodór jako paliwo, albo w ogniwie paliwowym, albo poprzez spalanie.

Początkowo naukowcy wykazali, że możliwe jest osiągnięcie sztucznej fotosyntezy poprzez wytwarzanie paliwa wodorowego z ciekłej wody i światła słonecznego za pomocą urządzenia zwanego ogniwem fotoelektrochemicznym (PEC). Później zespół poszedł o krok dalej, pokazując, że technologię PEC można zmodyfikować tak, aby działała nie z wodą w stanie ciekłym, ale z wilgocią w powietrzu.

Wystarczy wilgoć i słońce

W wyniku badań zespół naukowców stworzył małą, przezroczystą płytkę z elektrod pokrytych materiałem półprzewodnikowym. Porowate, przezroczyste elektrody są wykonane z trójwymiarowych włókien szklanych. To przeciwieństwo tradycyjnych elektrod z materiałów nieprzezroczystych, które nie przepuszczają światła słonecznego. Dzięki swojej budowie zapewniają maksymalny kontakt z wodą w powietrzu oraz ekspozycję powłoki półprzewodnikowej na światło słoneczne.

Urządzenie wystawione na działanie promieni słonecznych, pobiera wodę z powietrza i wytwarza gazowy wodór. To innowacyjne odkrycie wskazuje na to, że w przyszłości wodór może powstawać z pary wodnej znajdującej się w otaczającym nas powietrzu.

– Jest to naprawdę ważne, ponieważ jest naprawdę dużo światła słonecznego, ale słońce nie świeci przez cały czas. Potrzebujemy więc sposobu na przechowywanie światła słonecznego do wykorzystania w przyszłości, a (…) przechowywanie światła słonecznego w postaci wodoru jest wiodącą metodą, aby to zrobić – wyjaśnił Sivula w rozmowie z euronews.com.

– Aby stworzyć zrównoważone społeczeństwo, potrzebujemy sposobów magazynowania energii odnawialnej w postaci chemikaliów, które można wykorzystać jako paliwa i surowce w przemyśle. Energia słoneczna jest najbardziej rozpowszechnioną formą energii odnawialnej, a my dążymy do opracowania ekonomicznie konkurencyjnych sposobów produkcji paliw słonecznych – mówi profesor w filmie.

Zrównoważone paliwo przyszłości

Rewolucyjny wynalazek jest wciąż w fazie rozwoju, a naukowcy pracują obecnie nad optymalizacją systemu. Testują idealny rozmiar włókien i porów na elektrodach, sprawdzają materiały membranowe. Z pewnością musi upłynąć sporo czasu, zanim technologia trafi na rynek.

Z pewnością jednak jest to przełomowe rozwiązania i ważny krok w poszukiwaniach przyjaznego dla środowiska i zrównoważonego paliwa. 

Na rolę wodoru zwróciła uwagę Międzynarodowa agencja Energii (IEA). W jednym z raportów mogliśmy przeczytać, że wodór może nam pomóc stawić czoła wyzwaniom energetycznym, w tym stanowić sposób na magazynowanie energii pochodzącej z OZE.

Niestety obecnie w zdecydowanej większości wodór pozyskuje się z paliw kopalnych odpowiedzialnych za ogromne emisje CO2. Zaledwie kilka procent (ok. 1 mln t) pozyskanego w 2021 roku wodoru pochodzi ze źródeł niskoemisyjnych, tj. paliw kopalnych wykorzystujących system przechwytywania, wykorzystania i magazynowania dwutlenku węgla (CCUS).

• Czytaj także: Czy wodór naprawdę jest paliwem przyszłości i kluczem do światowej transformacji energetycznej?

Serwerownie mogą być zasilane wodorem. Microsoft testuje system 3 MW

źródło: euronews.com, conowego.pl, springwise.com, epfl.ch, gov.pl

fot. dzięki uprzejmości Kevin Sivula, PhD

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.