Vodik iz etanola i sunčevog svjetla

Jordi Llorca, direktor Instituta za energetsku tehnologiju i istraživač u istraživačkom centru za nano tehnologiju na španjolskom sveučilištu Universitat de Catalunya Politècnica, jedan je od autora studije koja predstavlja veliki korak prema korištenju vodika kao alternative fosilnim gorivima. U okviru istraživanja proizveden je fotokatalizator u prahu koji pojednostavnjuje i pojeftinjuje proces proizvodnje vodika jer se odvija na sobnoj temperaturi i tlaku.

Fotokatalizator se postavlja u posudi s etanolom i izlaže se ultraljubičastom svjetlu čime se simulira energetski najsnažniji dio spektra sunčevog svjetla. Uređaj sadrži poluvodič titan dioksid koji u dodiru sa sunčevim svjetlom proizvodi elektrone koje se hvataju na nanočestice zlata, nakon čega se odvija reakcija s molekulama alkohola radi proizvodnje vodika. Prema Llorci, struktura poluvodiča i kontakt s nanočesticama su ključni za izradu fotokatalizatora.

Količina vodika i proizvedene energije ovisi o količini katalizatora koji se koristi u procesu i veličini područja izloženog sunčevom zračenju. Istraživači su proizveli do 5 litara vodika po kilogramu katalizatora u jednoj minuti. Kada se 9 kg katalizatora stavi u rezervoar s etanolom i izloži ga suncu, dobiveni vodik se može koristiti za pogon gorive ćelije i dobivanje 3 kW električne energije, što je količina slična onoj koja se koristi u kućanstvu.

Llorca planira napraviti reaktor sa stvarnim primjenama kao što je proizvodnja električne energije u kućanstvu, što on vidi kao važan korak prema uvođenju vodika kao energetskog izvora i postupno oslobađanje od ovisnosti od fosilnih goriva. Jedna od prednosti vodika u usporedbi s električnom energijom je da on može biti pohranjen.

Do sada se tehnologija dobivanja vodika pomoću sunčeve energije uvelike oslanjala na vodu. Međutim, unatoč tome što je voda jeftina i lako dostupna, ova tehnologija je postigla loše rezultate,a  materijali koje zahtijeva su skupi. Kao alternativu, istraživači predlažu korištenje etanola, obnovljivog i jeftinog resursa koji se lako dobiva iz poljoprivrednog i šumskog otpada (od 100 grama glukoze dobiva se 50 grama etanola).
Fotokatalizator je također mnogo jeftiniji i jednostavniji za korištenje od materijala primijenjenih u tehnikama s vodom jer koristi vrlo male čestice zlata, u rasponu veličine 2 – 12 nanometara. Ove nanočestice hvataju slobodne elektrone nastale kada titan oksid dolazi u kontakt sa sunčevom svjetlošću.

Tijekom procesa, koji se temelji na solarnoj energiji, znanstvenici su također otkrili da veličina nanočestica zlata nema utjecaja na proizvodnju vodika, za razliku od onoga što se događa tijekom drugih danas rasprostranjenih procesa u kojima katalizator u prahu mora biti zagrijan na temperaturu reakcije (obično preko 500° C) zbog čega nastaju troškovi za energiju. Osim toga, katalizator je izdržljiviji jer se proces odvija na sobnoj temperaturi i tlaku.

Izvor: Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)

Comments Closed