pohonné hmoty z mořské vody | Trendy | autoweek.cz

Pohonné hmoty z mořské vody

Pohonné hmoty z mořské vody

25.04.2019 | Rybecký Vladimír | Trendy

Vědci ze Stanfordské univerzity vyvinuli metodu jak s využitím elektrické energie vyrábět vodík z mořské vody. Díky novému objevu lze vyrábět vodík pro palivové články s využitím obrovských zdrojů moří a oceánů i v místech, kde jsou zásoby pitné vody omezené.
Pohon elektromobilů pomocí palivových článků na vodík je poměrně novou technologií. Přesto počet automobilek, které se rozhodly jej využít, roste. Automobily na vodík představují atraktivní alternativu jak k vozům poháněným spalovacími motory, neboť neemitují škodliviny, tak k elektromobilům s akumulátory vzhledem k tomu, že tankování vodíku je rychlé a vozy mají vyšší dojezdovou vzdálenost na jednu nádrž.
 
Největším výrobcem vozů na palivové články je Toyota, jejíž vodíkový sedan Mirai je k dispozici zákazníkům v Evropě, Japonsku, Severní Americe, Austrálii a na Blízkém Východě. Mezi modely poháněné vodíkovými palivovými články patří také Hyundai Nexo a Honda Clarity FCV. Mercedes-Benz realizuje pilotní program k modelu GLC F-Cell v Německu a Japonsku.
 
Nejjednodušší způsob, jak vyrábět pohonné hmoty
Vodík lze vyrábět několika způsoby, mimo jiné parní přeměnou metanu, jehož zdrojem může být komunální či zemědělský odpad, nebo elektrolýzou vody. Elektrolýza, při níž vzniká výhradně vodík a kyslík, je dávno známou a dlouhodobě využívanou technologií. Jedná se o nejekologičtější způsob výroby vodíku pokud k napájení elektrolyzéru využívá obnovitelnou energii.
 
Proces lze také přizpůsobit potřebnému rozsahu produkce, protože elektrolyzéry vyrábějící vodík mohou představovat jak malá domácí zařízení, tak velké průmyslové mechanismy.
 
Vodík je atraktivní formou pohonu automobilů, jelikož při jeho využití nevzniká oxid uhličitý ani toxické substance. Jediným vedlejším produktem reakce vodíku a kyslíku v palivových článcích je voda.
 
Průlomové řešení
Výroba vodíku z vody představuje vhodnou alternativu k fosilním palivům v automobilovém průmyslu, energetice i průmyslu. V mnoha částech světa však může situaci komplikovat omezený přístup k čisté vodě.
 
Tým vědců ze Stanfordské univerzity našel metodu, jak vyrábět vodík z mořské vody. Kalifornští vědci zkonstruovali zařízení, ve kterém se používají elektrody odolné vůči korozi, již způsobují ionty chlóru. Objev zveřejnil profesor Hongjie Dai a jeho tým ve vědeckém časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.
 
Jak se vyhnout korozi
Elektrolýza vody je jednoduchá - stačí vložit do vody dvě elektrody připojené k elektrickému proudu. U záporné elektrody se uvolňují bublinky vodíku, u kladné pak vzniká kyslík. Všechno probíhá hladce, je-li voda čistá. Ovšem kationty chlóru ve slané vodě způsobují rychlou korozi anody.
 
Tým Hongjie Daie zjistil, že když pokryjí anodu vrstvami záporných nábojů, budou ionty chlóru odpuzovat a zpomalí korozi. Použili k tomu hydroxid nikelnatý a železitý na vrstvě síranu nikelnatého pokrývajícího pěnu z niklu. Funguje to stejně jako vzájemně se odpuzující póly magnetů. Bez tohoto zabezpečení by mohla kladná elektroda v mořské vodě fungovat pouze 12 hodin, pak by se rozpadla. Vrstva síranu nikelnatého prodlouží její životnost na více než tisíc hodin.
 
Snadná výroba
První testy proběhly v laboratoři, kde byl průtok proudu přísně regulovaný. Později však vědci zařízení připojili k fotovoltaickému panelu a úspěšně vyrobili vodík z vody v Sanfranciské zátoce v podmínkách velmi vzdálených těm laboratorním. Ukázali tak, že může zařízení spolupracovat s obvykle využívanými systémy výroby vodíku z čisté vody.
 
Nová metoda je tak jednoduchá, že ji lze velmi snadno aplikovat, čímž se otvírají nové možnosti rozšíření výroby vodíku za použití sluneční či větrné energie. Stačí použít nový druh elektrod ve stávajících systémech. Toto řešení může také usnadnit zkoumání oceánů díky jednoduché výrobě kyslíku z mořské vody přímo na palubě ponorky.