Kezdőlap / Rovatok / Energiagazdálkodás / Hidrogén előállítása napfénnyel
Tudj meg többet: Hidrogén

Hidrogén előállítása napfénnyel

Rövidebb út az energiatároláshoz: egy új anyagnak csak fényre van szüksége ahhoz, hogy vízből kinyerje a sokoldalú energiahordozót, a hidrogént.

A német kutatók által kifejlesztett polimer fotokatalizátor kémiailag robusztus, a hidrogéntermelés aránya molekuláris szinten szabályozható.

A hidrogén a jövő ígéretes energiatárolója: a felesleges ökoárammal a víz hidrogénre és oxigénre bontható, ezek a gázok pedig hatékonyan tárolhatók. A környezetbarát módon előállított hidrogén járművek üzemanyagaként vagy üzemanyagcellák energiahordozójaként használható, miközben égéstermékként csak víz keletkezik. A technológia hátránya azonban a bizonyos mennyiségű veszteség az elektromos energia kémiai energiává történő átalakítása során.

Egyszerűbb lenne lerövidíteni az eljárást: ahelyett, hogy a napfényből először áramot termelnek, majd ennek segítségével hidrogént állítanak elő, a fény közvetlenül szétbonthatná elemeire a vizet. Úgynevezett fotokatalizátorokkal ez már lehetséges laboratóriumi körülmények között. Az eddig használt anyagokkal azonban csak nagyon csekély mértékben lehet a hidrogént kinyerni, és a technológia messze van attól, hogy hatékony és elterjedten alkalmazható legyen.

A Max Planck Társaság stuttgarti Szilárdtest-kutató Intézetének kutatócsoportja Vijay Vyas vezetésével egy olyan új eljárást dolgozott ki, amellyel nagyobb hatékonyságot lehet elérni. A fotokatalizátoroknak olyan elektronokkal kell rendelkezniük, amelyek a látható fénnyel gerjeszthetők, és ennek következtében viszonylag szabadon mozognak. Csak így tudnak átkerülni egy idegen atomra vagy molekulára. Ezek az elektronok kapcsolódnak a vízmolekula protonjaihoz, így jön létre az elemi hidrogén.

Erre a célra Vyas és munkatársai úgynevezett kovalens szerves vázakat (COF, covalent organic framework) terveztek. Ezek olyan kristályos, nagymolekulájú polimerek, amelyekben bizonyos kiindulási molekulák nagyon szabályos, két- vagy akár háromdimenziós struktúrákba rendeződnek. Az ezekből a molekulákból álló, porszerű anyagot a kutatók vízben oldották. Ha látható fénnyel sugározták be a keveréket, elemi hidrogén keletkezett.

A porszerű polimerhez azonban platina nanorészecskéket és egy úgynevezett elektrondonort (trietanol-amint) is hozzá kellett tenni. „A platinarészecskék mikroelektródaként működnek, amelyeken keresztül az elektronok a kovalens szerves vázról a hidrogénre vándorolnak” – magyarázta Vyas. „Az elektrondonor pedig a kovalens szerves vázban visszamaradó pozitív töltést egyenlíti ki.”

A teljes cikk itt olcasható.

Ajánlott tartalom

Ilyen okos közlekedési lámpákat még biztos nem látott

Bécsben 1.300 közlekedési lámpa közül 200 régi nyomógombosat küldenek nyugdíjba, helyüket pedig okos kamerával ellátott lámpák veszik át.