Áttörést hozhat: tengervízből is nyerhető már hidrogén

Tavaly a Toyota részletesen megmutatta, mennyi lehetőség van a hidrogénben. Nem csak az autózás, hanem akár a közlekedés egyéb területein is. Persze kérdés azért maradt: miből, miként lehet hidrogén nagy mennyiségben előállítani. Annak ellenére kérdés ez, hogy a hidrogén a leggyakrabban előforduló anyag a világegyetemben. Hiába teszi ki az ismert univerzum 74 százalékát a legkönnyebb ismert anyagnak számító molekula, mi a földön vagyunk, a légkörben az 1 százalékot sem teszi ki a hidrogén aránya. Ahhoz tehát, hogy üzemanyagként használhassuk, mesterségesen kell előállítanunk a hidrogént, ami legegyszerűbben elektrolízissel, azaz vízbontással lehetséges. Mivel földünkön a 2018-as adatok alapján egymilliárd 386 millió 604 ezer 230 köbkilométernyi (azaz 1,39 trillió köbméter, vagyis 1,39 trilliárd liter) víz található, ez elvileg nem jelent problémát, miként a vízbontáshoz szükséges energia is nyerhető akár napelemekből is. Csakhogy a Föld vízkészletének mintegy 97 százaléka tengervíz, ami a tudomány eddigi állása szerint nem volt alkalmas a vízbontásra, mivel sajátos összetételének köszönhetően vízbontás során rendkívül gyorsan korrodálja a pozitív elektródát (az anódot). Édesvízből hidrogént előállítani pedig a legkevésbé sem fenntartható megoldás, hiszen a föld ivóvízkészletei így is korlátozottak. [BANNER type="1"] Ezért számít mérföldkőnek az a felfedezés, amelyet a kaliforniai Stanford Egyetem három kutatója (Hongjie Dai, J. G. Jackson és C. J. Wood professzorok) tett: speciális szerkezetű nikkel vegyületekkel vonják be az anódot, amelyek egyrészt elősegítik az elektrolízis folyamatát, másrészt megelőzik a pozitív elektróda korrózióját. A kísérletsorozatban a hagyományos elektróda 12 óra elteltével annyira korrodálódott a tengervízben, hogy leállt az elektrolízis folyamata – az új fejlesztésű, bevont anód viszont több mint ezer órán át üzemképes maradt. Ráadásul a folyamat során tízszer nagyobb áramerősséggel tudták bontani a tengervizet, mint korábban, ezért az eljárással adott idő alatt nagyobb mennyiségű hidrogén állítható elő – a hatásfok gyakorlatilag megegyezik a jelenleg használt, tisztított édesvizet alkalmazó folyamatokéval.

Az eljárást nem csak laboratóriumi körülmények között végezték el, egyszerű iskolai eszközökkel, a San Francisco-i öbölből merített tengervízzel is működött.

A kutatók szerint most a vállalatokon a sor, hogy ipari léptékben is megvalósítsák a folyamatot. A tudósok optimisták, szerintük a jelenleg létező, tisztított vizet alkalmazó berendezések néhány alkatrészének cseréjével gyorsan és hatékonyan átállíthatók tengervíz bontására. A Stanford Egyetem által kidolgozott módszer új lendületet adhat a hidrogén ipari felhasználásának, és elősegítheti a hidrogén üzemanyagcellás személy- és haszonjárművek elterjedését. A felfedezés pont időben érkezett, hiszen az FCEV technológia élharcosa, a Toyota a következő néhány évben megkezdi a technológia széles körű piaci bevezetését. 2020-ra megfelezi az üzemanyagcella gyártási költségeit, a 2025-ben színre lépő, harmadik generációs berendezések pedig csupán negyed annyiba fognak kerülni, mint most. Ez megteremti az alapot a Toyota azon ambíciójához, hogy a második generációs Mirai szedánból és további üzemanyagcellás típusaiból évente 30 ezer darabot (a jelenlegi mennyiség tízszeresét) értékesítse világszerte, ha pedig az üzemanyag is olcsón, nagy mennyiségben áll majd rendelkezésre, méghozzá fenntartható forrásból, akkor 20 éven belül valóban beköszönthet a Toyota által megálmodott hidrogén alapú gazdaság kora.