Nowatorska technologia zmienia przemysł wodorowy
Naukowcy z Uniwersytetu Pekińskiego i Uniwersytetu w Cardiff opracowali innowacyjną metodę produkcji wodoru, która eliminuje emisję dwutlenku węgla u źródła produkcji. Wykorzystanie nowego katalizatora pozwala na reakcję bioetanolu z wodą w temperaturze zaledwie 270°C, co jest znacznie bardziej energooszczędne niż tradycyjne procesy działające w zakresie 400-600°C.
To sprawia, iż powstały wodór będzie można zaliczyć do zielonego wodoru, podobnie jak wodór powstający w procesie elektrolizy, wykorzystującej energię z fotowoltaiki.
Produkcja wodoru bez emisji CO₂
Obecnie aż 96% wodoru na świecie powstaje z paliw kopalnych, co skutkuje emisją od 9 do 12 ton CO₂ na każdą tonę wyprodukowanego wodoru – wynika z danych Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA). Nowa metoda ma potencjał, by całkowicie zmienić ten trend.
Proces opracowany przez międzynarodowy zespół badawczy polega na wykorzystaniu bioetanolu pozyskiwanego z odpadów rolniczych. Reakcja przebiega w obecności innowacyjnego bimetalicznego katalizatora, który przesuwa równowagę chemiczną w kierunku produkcji wodoru bez powstawania CO₂. To zasadnicza różnica w porównaniu do klasycznych metod reformingu parowego, które są energochłonne i wysoce emisyjne.
Dzięki badaniom, które trwały ponad dekadę, udało się opracować skuteczny katalizator oparty na metalach węglikowych. Odkrycie to stanowi krok milowy w dążeniu do dekarbonizacji przemysłu chemicznego.
Korzyści gospodarcze i środowiskowe
W przeciwieństwie do dotychczasowych rozwiązań nowa technologia pozwala nie tylko na bezemisyjną produkcję wodoru, ale także na jednoczesne wytwarzanie kwasu octowego. Jest to istotna korzyść, biorąc pod uwagę, iż światowa konsumpcja tej substancji przekracza 15 milionów ton rocznie. Mieszanka ta znajduje zastosowanie w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym, chemicznym oraz jako składnik środków czystości.
Jak podkreśla prof. Ding Ma z Uniwersytetu Pekińskiego:
„Ta innowacyjna technologia katalityczna ma ogromny potencjał w rozwoju zielonej gospodarki wodorowej oraz wspieraniu globalnych celów neutralności węglowej.”
Oprócz rewolucyjnych aspektów ekologicznych nowa metoda ma zatem także duży potencjał ekonomiczny. Współautor badań, prof. Hutchings, zauważa:
„Współtworzenie wodoru i kwasu octowego może stać się niskoemisyjną alternatywą dla przemysłu produkującego włókna octanowe oraz półprodukty farmaceutyczne.”
Wodór – klucz do neutralności klimatycznej
Wodór jest uważany za najważniejszy element transformacji energetycznej. Jednak jego konwencjonalna produkcja często ogranicza korzyści środowiskowe z jego stosowania.
Profesor Graham Hutchings z Uniwersytetu w Cardiff zwraca uwagę na znaczenie nowych technologii w osiąganiu celów klimatycznych:
„Znalezienie zrównoważonych sposobów wytwarzania produktów, których potrzebujemy w codziennym życiu, i osiągnięcie zerowej emisji netto w przyszłości to jedno z głównych wyzwań przemysłu chemicznego.”
Odkrycie zespołu naukowców to istotny element transformacji energetycznej. Opracowana metoda pozwala na zamknięcie obiegu węgla w przemyśle chemicznym, co wpisuje się w model gospodarki o obiegu zamkniętym. Wodór wytwarzany w ten sposób może przyczynić się do ograniczenia emisji CO₂ w skali globalnej.
Badania zostały opublikowane w renomowanym czasopiśmie Science i mogą stanowić punkt zwrotny dla przemysłu chemicznego oraz energetycznego.
