Japanski naučnici izgradili reaktor na sunčevu svetlost: Zeleni vodonik kao gorivo budućnosti

Zeleni vodonik se često naziva gorivom budućnosti zbog svog potencijala da pomogne svetu u prelasku na održivu energetsku proizvodnju. Međutim, njegova proizvodnja je i dalje veoma skupa i zahteva ogromne količine obnovljive energije. Naučnici sa japanskog Univerziteta Šinšu napravili su značajan korak ka rešenju ovog problema, razvili su reaktor koji koristi sunčevu svetlost i fotokatalizatore za razdvajanje vodonika i kiseonika iz vode, piše Popular mechanics.

Vodonično gorivo dolazi u nekoliko boja, koje ukazuju na način proizvodnje. Plavi vodonik dobija se iz prirodnog gasa pomoću pare, pri čemu se ugljen-dioksid hvata i skladišti pod zemljom. Ružičasti vodonik nastaje procesom elektrolize koji pokreće nuklearna energija. Crni i smeđi vodonik koriste fosilna goriva za proizvodnju, što značajno povećava emisiju ugljen-dioksida. Zeleni vodonik predstavlja „sveti gral“ vodoničnih goriva jer se dobija pomoću obnovljivih izvora energije, a proces je potpuno klimatski neutralan.

Preporučujemo

Iako je zeleni vodonik ključ za održivu energetsku tranziciju, trenutno ga je veoma teško i skupo proizvesti. Prema podacima Svetskog ekonomskog foruma, svega 0,1% ukupne proizvodnje vodonika može se smatrati „zelenim“. Razlog tome je činjenica da je proces energetski intenzivan i ekonomski neisplativ.

Naučnici sa Univerziteta Šinšu, pod vođstvom Kazunarija Domena, razvili su reaktor koji koristi fotokatalitičke panele za razdvajanje vode na vodonik i kiseonik uz pomoć sunčeve svetlosti, a studija je objavljena u žurnalu Frontiers.

- Razdvajanje vode pokretano sunčevom svetlošću pomoću fotokatalizatora predstavlja idealnu tehnologiju za konverziju solarne energije u hemijsku energiju i njeno skladištenje - objašnjava Domen.

Fotokatalizatori su posebni materijali koji podstiču hemijske reakcije, u ovom slučaju, proces razdvajanja vodonika i kiseonika. Istraživači su testirali dva sistema. Prvi je jednostepeni proces ekscitacije, manje efikasan i sa niskim stepenom konverzije energije. Drugi je dvostepeni proces ekscitacije, efikasniji jer koristi dva različita fotokatalizatora: jedan za vodonika, a drugi za kiseonik.

- Očigledno, solarna tehnologija ne može raditi noću ili u lošim vremenskim uslovima, ali skladištenjem sunčeve energije u obliku hemijske energije goriva, možemo je koristiti bilo kada i bilo gde - dodaje Takashi Hisatomi, jedan od istraživača.

Iako je dvostepeni proces efikasniji, još uvek postoje izazovi koje je potrebno prevazići. Prvi izazov je pronalazak materijala koji su dovoljno izdržljivi za svakodnevno pokretanje i gašenje sistema odnosno, kada Sunce sija ili kada ne sija. Drugi problem je povećanje efikasnosti konverzije energije kako bi reaktori bili što mhttps://www.frontiersin.org/journals/science/articles/10.3389/fsci.2024.1411644/fullanji i praktičniji. Domen ističe i potrebu za bezbednim rukovanjem smešom vodonika i kiseonika, koja je visoko eksplozivna.

Ipak, postoji ohrabrujuća činjenica, ovaj reaktor je testiran tokom tri godine i pokazao je bolje rezultate pod prirodnim sunčevim svetlom nego u laboratorijskim uslovima. - Najvažniji aspekt razvoja je povećanje efikasnosti konverzije solarne energije u hemijsku pomoću fotokatalizatora. Ako se dostigne praktičan nivo, mnogi istraživači će raditi na masovnoj proizvodnji i izgradnji velikih postrojenja - naglašava Domen.

Japan je svetski lider u razvoju vodoničnih tehnologija i već dugo gaji ideju o „vodoničnom društvu“. Međutim, neki stručnjaci, poput Instituta za obnovljive izvore energije, upozoravaju da fokus na vodonik usporava razvoj drugih zelenih tehnologija, kao i to da je vodonik lako zapaljiv gas, zbog čega je bezbedno skladištenje i transport veliki izazov.

Reaktor na sunčevu svetlost razvijen na Univerzitetu Šinšu mogao bi biti prekretnica u proizvodnji zelenog vodonika. Iako su izazovi pred naučnicima veliki, dosadašnji rezultati ulivaju nadu. Ukoliko efikasnost ove tehnologije bude dodatno unapređena, zeleni vodonik bi mogao postati ključni faktor u borbi protiv klimatskih promena i prelasku na održive izvore energije. Japan bi tada mogao ostvariti svoj san o vodoničnom društvu, a svet bi dobio novo, pristupačno i čisto gorivo za budućnost.

(Telegraf Nauka / Popular mechanics)