Wyścig o uczynienie wodoru realnym nośnikiem energii napotkał przeszkodę nie techniczną, ale logistyczną. Dotarcie wodoru z punktu A do punktu B to prawdziwy ból głowy. Złotym standardem jest dziś sprężanie go do ciśnienia 700 barów lub schładzanie do temperatur kriogenicznych w celu upłynnienia. Obie metody wymagają ciężkich i drogich zbiorników i zużywają znaczną część energii, którą próbujesz oszczędzać. Naukowcy z Uniwersytetu Deakin w Australii być może właśnie rozwiązali ten problem, zamieniając wodór w proszek.
To nie jest science-fiction. Wyniki opublikowane w czasopiśmie Materials Today opisują proces mechanochemiczny, który powoduje wychwytywanie gazu w stałej matrycy. Rezultatem jest substancja, która jest znacznie łatwiejsza w obsłudze niż sprężony gaz. Można go pakować, transportować i przechowywać bez ryzyka wybuchu pod wysokim ciśnieniem. Kiedy znów będziesz potrzebował wodoru, po prostu podgrzej proszek w próżni. Gaz jest uwalniany w postaci niezmienionej i czystej.
Jak działa absorpcja mechanicznochemiczna?
Sekretnym składnikiem jest proszek azotku boru. Brzmi banalnie, ale materiał ten ma ogromną zdolność pochłaniania. Zespół nie stosował skomplikowanych rozpuszczalników chemicznych ani niebezpiecznych katalizatorów. Zamiast tego polegali na działaniu mechanicznym.
Oto proces pozbawiony akademickich skorup. Umieszczasz proszek azotku boru w młynie z małymi kulkami ze stali nierdzewnej. Maszyna miele je razem. Zderzenia stalowych kulek, prochu i ścianek komory wywołują specyficzną reakcję. Ta energia uderzenia powoduje, że gaz wnika w strukturę azotku boru. Proszek skutecznie „pochłania” wodór.
Żadnych produktów ubocznych. Żadnych agresywnych środków chemicznych. Po prostu solidny, stabilny materiał, który utrzymuje gaz na miejscu.
Dlaczego ma to znaczenie dla gospodarki wodorowej
Obecne metody przechowywania są niebezpieczne. Cylindry wysokociśnieniowe są ciężkie i podatne na pękanie w przypadku uszkodzenia. Ciekły wodór wymaga ciągłego chłodzenia, aby zapobiec parowaniu, co z czasem prowadzi do utraty energii. Metoda Deakina całkowicie pozwala uniknąć tych problemów.
„Ta metoda umożliwia bezpieczne oddzielanie, magazynowanie i transportowanie dużych ilości gazu bez strat.”
Transport wodoru w postaci proszku może być tak prosty, jak załadunek worków z ładunkiem masowym na ciężarówkę. Nie ma potrzeby stosowania specjalistycznych wózków kriogenicznych. Nie ma potrzeby, aby cylindry ze wzmocnionej stali toczyły się po autostradzie. Gdy proszek dotrze do miejsca przeznaczenia, element grzejny powoduje uwolnienie gazu. Wydobywa się wodór, gotowy do wykorzystania w ogniwach paliwowych lub w przemyśle.
Od stołu laboratoryjnego do rzeczywistości przemysłowej
Technologia działa. Zespół udowodnił to w laboratorium. Skutecznie absorbowały i uwalniały gaz kilka razy, bez degradacji materiału. Wodór wyszedł czysty.
Ale jest niuans. Jest to jak dotąd sukces laboratoryjny. Skalowanie tego procesu w celu zaspokojenia potrzeb przemysłowych to zupełnie inne wyzwanie. Następnym krokiem jest walidacja z partnerami przemysłowymi w celu sprawdzenia, czy tę technologię można przenieść z probówki na linię produkcyjną. Jeśli uda im się rozwiązać wyzwania inżynieryjne związane z masową produkcją tego konkretnego preparatu azotku boru, konsekwencje będą ogromne.
Zwolennicy czystej energii od lat szukają bezpiecznego i wydajnego rozwiązania w zakresie magazynowania wodoru. Cylindry wysokociśnieniowe działają, ale są ograniczające. To podejście proszkowe otwiera zupełnie nową logistykę. Wyobraź sobie wodór przechowywany w standardowych kontenerach transportowych, dostarczany do odległych stacji lub zintegrowany z istniejącymi łańcuchami dostaw bez konieczności modernizacji sprzętu, aby wytrzymał ekstremalne ciśnienia i temperatury.
To jeszcze nie jest złoty środek. Przemysł musi przetestować trwałość, koszt i stopień wydzielania gazów. Jednak po raz pierwszy mamy metodę, która traktuje wodór jako towar, a nie lotne zagrożenie. Fizyka wytrzymuje krytykę. Chemia jest czysta.
