Záření + nano = vodík
11. 4. 2007
Sluneční záření se snadno přeměňuje na jiné formy energie. Vědci ze čtyř evropských zemí sdružení v projektu HydroSol nyní vytvořili naprosto jedinečný solární termochemický reaktor, který umožňuje přímo z vodní páry získat vodík. Evropská komise za tento neobyčejný projekt udělila prestižní Descarteovu cenu za rok 2006.
Slunce, naše nejbližší hvězda, je vydatným zdrojem energie. Každou sekundu na Zemi dopadne záření o energii zhruba 2.1017 J, Slunce nám tedy dodává zhruba dvacettisíckrát více energie, než jí lidstvo spotřebuje.
Přitom se sluneční záření snadno přeměňuje na jiné formy energie, zároveň je čisté a spolehlivé – a je zadarmo. Proto vědci hledají různé způsoby, jak záření využít. Dnes už slouží sluneční kolektory pro ohřev vody. Fotovoltaické články či solární elektrárny vyrábějí elektřinu. Sluneční energii je ale také možné využít k výrobě vodíku.
Dr. Martin Roeb, Německé letecké a kosmické středisko, DLR, Solární výzkum, Kolín, Německo: Úkolem našeho Solárního výzkumného centra je využít Slunce k tomu, abychom získali z vody vodík. Potřebujeme proto odrazit sluneční paprsky do soustavy zrcadel, která soustředí záření do reaktoru. Tam vznikne dostatečně vysoká teplota k výrobě vodíku. A vodík získaný z vody tak představuje čistě obnovitelný zdroj.
Už dnes se v devíti evropských zemích testují autobusy městské hromadné dopravy, které jako palivo pohání právě vodík.
V těchto palivových článcích se přivádí vodík k jednomu pólu a kyslík z okolního vzduchu k druhému pólu. Tak vzniká elektrická energie, která pohání motor. Na druhém konci článku se vodík a kyslík sloučí a jediným odpadem tu je voda.
Londýn má už také svoji čerpací stanici na vodík. Jediný problém tak představuje dostatek vlastního vodíku, kterého je jinak velké množství – ovšem nachází se jen v sloučeninách, jako je voda. V současnosti se vodík získává elektrolýzou – to však znamená využít elektrickou energii získanou spalováním fosilních paliv.
Vědci ze čtyř evropských zemí nyní vytvořili naprosto nový solární termochemický reaktor, který tento problém překonal, takže neexistují žádné emise oxidu uhličitého.
Dr. Athanasios G. Konstantopoulos, koordinátor projektu Hydrosol, APT Lab, CERTH/CPERI, Thessaloniki, Řecko: Projekt je zaměřen na vývoj nového způsobu výroby vodíku z obnovitelných zdrojů energie, jako je Slunce a voda. Vyvinuli jsme nanomateriály, které pokrývají povrch kanálků v tomto jednolitém keramickém reaktoru. Připomíná tak trochu katalytické konvertory používané v autech.
Jakmile se nanomateriál dostane do styku s procházející vodní parou, uvězní v sobě kyslík, který jej nasaje jako houba, a vodík nechá projít reaktorem. Tento čistý vodík se může hned jímat a bez dalších úprav využít. Samotný reaktor neobsahuje žádné pohyblivé části a je vyroben ze speciální keramiky.
Kanálky v keramice jsou potaženy aktivním nanomateriálem, schopným za teploty 800 °C štěpit procházející horkou vodní páru na vodík a kyslík. Kyslík v sobě zadrží, ale v druhém kroku jej opět pomocí sluneční energie za teploty 1200 °C uvolní, regeneruje se a je připraven pro další cyklus výroby vodíku.
Veškerou energii získává reaktor ze Slunce. Budoucí „vodíkárny“ by tedy mohly vyhlížet podobně, jako tato solární elektrárna ve Španělsku.
Nový postup přinese obrovské možnosti pro rozvojové země, ležící ve slunečním pásu. Tato technologie značně podpoří jejich ekonomiku. Efektivní výroba v průmyslovém měřítku by mohla být zahájena do deseti let. I proto vědci za projekt Hydrosol obdrželi prestižní Descarteovu cenu za rok 2006.
Autor: Šárka Speváková