Vedci využívajú slnečné svetlo na získavanie vodíka z odpadovej vody, priemysel tak môže profitovať

Vodík je rozhodujúcou zložkou pri výrobe tisícok bežných výrobkov od plastov po hnojivá, ale výroba čistého vodíka je nákladná a energeticky náročná.

V súčasnosti výskumný tím na Princetonskej univerzite využíva slnečné svetlo na izolovanie vodíka z priemyselných odpadových vôd.

V štúdii publikovanej v časopise Energy & Environmental Science vedci oznámili, že ich proces zdvojnásobil v súčasnosti akceptovanú mieru škálovateľných technológií, ktoré produkujú vodík štiepením vody.

Slnečná energia a baktérie

Táto technológia využíva špeciálne navrhnutú komoru s čiernym silikónovým rozhraním na rozdelenie vody a izolovanie plynného vodíka.

Procesu dopomáhajú baktérie, ktoré pri spotrebe organických látok v odpadových vodách vytvárajú elektrický prúd, prúd zase urýchľuje proces štiepenia vody.

Tím vedený Zhiyongom Jasonom Renom si na skúšku vybral odpadovú vodu z pivovarov. Výskumníci prehnali odpadové vody cez komoru, použili lampu na simuláciu slnečného žiarenia a sledovali rozpad organických zlúčenín, ale aj samotný vznik vodíkovej bubliny.

„Tento proces nám umožňuje spracovávať odpadové vody a súčasne vytvárať palivá,“ zdôraznil Jing Gu, spoluautor výskumu z univerzity v San Diegu.

Energeticky účinná metóda

Výskumníci navyše uviedli, že technológia by mohla osloviť rafinérie a chemické závody, ktoré zvyčajne vyrábajú svoj vlastný vodík z fosílnych palív a čelia vysokým nákladom na čistenie odpadových vôd.

V minulosti sa výroba vodíka opierala o ropu, plyn alebo uhlie a energeticky náročnú metódu, ktorá zahŕňa spracovanie uhľovodíkovej zásoby parou.

Chemickí výrobcovia potom kombinujú plynný vodík s uhlíkom alebo dusíkom, aby vytvorili vysoko hodnotné chemikálie, ako je metanol a amoniak. Ide o zložky syntetických vlákien, hnojív, plastov a čistiacich prostriedkov.

Výhody pre chemický priemysel

Aj keď vodík môže byť využitý vo forme pohonných hmôt, chemický priemysel je v súčasnosti jeho najväčším výrobcom a spotrebiteľom.

Podľa správy U.S. Energy Information Administration z roku 2016 produkcia chemikálií v rozvinutých krajinách si vyžaduje viac energie ako výroba železa, ocele, kovov a potravín.

Správa dokonca odhaduje, že výroba základných chemikálií bude aj naďalej najvyšším priemyselným spotrebiteľom energie v nasledujúcich dvoch desaťročiach.

„Je to situácia, ktorá je výhodná pre chemický priemysel aj ostatné odvetvia. Môžu ušetriť na čistení odpadových vôd aj na ich spotrebe energie prostredníctvom tohto procesu tvorby vodíka,“ povedal Lu Lu, autor štúdie.

Systém vydrží fungovať aj niekoľko dní

Podľa výskumníkov je to prvýkrát, čo sa na produkciu vodíka pomocou fotokatalýzy použili skutočné odpadové vody, nie laboratórne riešenia.

Tím vyrábal plyn nepretržite po dobu štyroch dní, kým sa odpadové vody neminuli, čo je podľa výskumníkov významné, pretože porovnateľné systémy, ktoré vyrábajú chemikálie z vody, historicky zlyhali po niekoľkých hodinách používania.

Výskumníci merali produkciu vodíka monitorovaním množstva elektrónov produkovaných baktériami, ktoré priamo korelujú s množstvom vyrobeného vodíka.

Energeticky pozitívny proces

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.