Vodík je už desaťročia vnímaný ako ideálne riešenie pre čistú energiu. Pri jeho využití v palivových článkoch nevznikajú žiadne škodlivé emisie, iba voda, čo z neho robí atraktívnu alternatívu k fosílnym palivám. Najväčšou prekážkou zostáva spôsob jeho efektívneho získavania a skladovania. Jedným z najnádejnejších materiálov je tetrahydridoboritan sodný, ktorý pri kontakte s vodou uvoľňuje vodík. Tento proces je však nákladný, pretože na jeho urýchlenie sú potrebné katalyzátory z drahých kovov, píše carbuzz.
Výskumníci z japonského centra MANA (Research Center for Materials Nanoarchitectonics) sa rozhodli preskúmať alternatívu, ktorá pôsobí na prvý pohľad absurdne – hrdzu. Konkrétne ide o tzv. zelenú hrdzu, čo je minerál hydroxidu železa. Tento zvláštny útvar vzniká v prostredí s nízkym obsahom kyslíka a vysokou vlhkosťou. Zelenú hrdzu isto poznáte zo zhrdzavených trupov lodí, či z áut v oblastiach, kde je zima a posypová soľ pravidelne útočí na karosérie.
Doteraz sa predpokladalo, že zelená hrdza je príliš nestabilná na praktické využitie. Japonským vedcom sa však podarilo nájsť spôsob, ako túto nevýhodu premeniť na silnú stránku.
Ako funguje úprava hrdze
Tím MANA vyvinul postup, pri ktorom sa častice zelenej hrdze upravujú roztokom chloridu meďnatého. Týmto procesom sa na povrchu častíc vytvárajú drobné klastre oxidu meďnatého. Tie fungujú ako vysoko aktívne miesta, na ktorých sa uvoľňuje vodík. Zelená hrdza pritom sama o sebe absorbuje slnečné svetlo a prenáša energiu na medené klastre, čím sa celý proces zrýchľuje a zvyšuje sa jeho účinnosť.
Výsledky laboratórnych testov ukázali, že takto pripravený katalyzátor dosahuje veľmi vysokú frekvenciu uvoľňovania vodíka. Jeho výkon je porovnateľný s drahými katalyzátormi na báze vzácnych kovov, pričom do budúcnosti ich môže dokonca prekonať.
Potenciál pre dopravu aj priemysel
Objav má obrovský význam, pretože zelená hrdza je ľahko dostupná a jej výroba nevyžaduje nákladné suroviny. Železo aj oceľ sa recyklujú vo veľkom meradle, morská voda je prakticky nevyčerpateľná a celý proces funguje pri izbovej teplote. Navyše, katalyzátor je možné začleniť do existujúcich pilotných projektov, napríklad pri lodiach, ktoré už testujú technológiu s tetrahydridoboritanom sodným.
„Očakávame, že náš katalyzátor sa bude používať vo vodíkových palivových článkoch pre mnoho aplikácií, ako sú autá a lode. To by malo viesť k rôznym formám bezemisnej mobility,“ uviedol Yusuke Ide z MANA.
Recyklácia na úplne novom princípe
Ak sa táto technológia podarí rozvinúť do praxe, mohla by priniesť revolučný spôsob recyklácie. Autá po skončení životnosti by sa nemuseli iba rozoberať na súčiastky alebo šrotovať. Ich oceľové a železné časti by sa mohli využiť ako základ pre výrobu zelenej hrdze, ktorá by následne pomohla uvoľňovať vodík pre nové generácie vozidiel. Z nepriateľa motoristov by sa tak stal kľúčový zdroj energie.
