Υδρογόνο από ακάθαρτο νερό: η καινοτομία που μετατρέπει τη ρύπανση σε ενέργεια

Μια εντυπωσιακή πρόοδος φέρνει στο προσκήνιο νέα προοπτική για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου, προσφέροντας λύση σε ένα από τα βασικά μειονεκτήματα της μέχρι σήμερα μεθόδου: την εξάρτηση από τεράστιες ποσότητες καθαρού νερού. Μέχρι πρότινος, για την παραγωγή κάθε κιλού υδρογόνου απαιτούνταν περίπου εννέα λίτρα αποσταγμένου νερού, κάτι που καθιστούσε τη διαδικασία προβληματική, ιδίως σε περιοχές όπου η λειψυδρία είναι ήδη έντονο πρόβλημα. Ωστόσο, ερευνητές του RMIT University στην Αυστραλία ανέτρεψαν αυτή την πραγματικότητα, παρουσιάζοντας μια καινοτόμο προσέγγιση που αξιοποιεί όχι απλώς ακάθαρτο νερό, αλλά και τους ρύπους του, για να ενισχύσει την απόδοση της παραγωγής.

Στην καρδιά της εφεύρεσης αυτής βρίσκεται μια τολμηρή ιδέα: αντί να καταναλώνονται πόροι για την καθαριστική επεξεργασία του νερού, το νέο σύστημα αξιοποιεί τα βαρέα μέταλλα και άλλες προσμείξεις ως φυσικούς καταλύτες για την ηλεκτρόλυση. Η πειραματική συσκευή αποτελείται από δύο ηλεκτρόδια που βυθίζονται σε μερικώς επεξεργασμένα λύματα. Η επιφάνεια των ηλεκτροδίων καλύπτεται από απορροφητικό άνθρακα, προερχόμενο από γεωργικά απόβλητα, ο οποίος προσελκύει μεταλλικά στοιχεία που είναι διαλυμένα στο νερό, όπως το νικέλιο, το χρώμιο και ο λευκόχρυσος.

Όταν διέρχεται ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο μπορεί να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές όπως η ηλιακή ενέργεια, ενεργοποιείται η διαδικασία της διάσπασης των μορίων του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο. Τα παγιδευμένα μέταλλα στην επιφάνεια των ηλεκτροδίων λειτουργούν ως ένας είδος “κοκτέιλ καταλύτη”, δηλαδή ως ένα σύνθετο μείγμα που επιταχύνει δραστικά τη χημική αντίδραση, ξεπερνώντας σε απόδοση ακόμα και παραδοσιακούς, ακριβούς καταλύτες, όπως το ιρίδιο και ο λευκόχρυσος.

Τα πρώτα εργαστηριακά αποτελέσματα δείχνουν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά. Η συσκευή κατάφερε να λειτουργήσει αδιάκοπα για 18 ημέρες, διατηρώντας απόδοση στο 95% και ενεργειακή αποδοτικότητα στο 89%. Αυτό σημαίνει ότι σχεδόν το σύνολο της ηλεκτρικής ενέργειας μετατράπηκε απευθείας σε υδρογόνο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσίασε η συμπεριφορά του συστήματος σε υψηλές εντάσεις ρεύματος – δηλαδή σε συνθήκες που προσομοιώνουν τη βιομηχανική παραγωγή.

Ενώ το καθαρό νερό αποδείχθηκε πιο αποτελεσματικό σε χαμηλές ταχύτητες, το σύστημα που βασίζεται σε λύματα παρουσίασε σαφώς ανώτερη απόδοση σε συνθήκες αυξημένης ισχύος. Αυτή η ανατροπή στο τεχνολογικό παράδειγμα ενδέχεται να έχει ευρύτερες επιπτώσεις σε παγκόσμιο επίπεδο, εφόσον ληφθεί υπόψη ότι κάθε χρόνο παράγονται περίπου 380 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα αστικών λυμάτων – εκ των οποίων το 80% απορρίπτεται χωρίς επεξεργασία.

Η δυνατότητα μετατροπής αυτού του τεράστιου όγκου από ρυπαντικό φορτίο σε ενεργειακή ευκαιρία μπορεί να μεταβάλει δραστικά τις ισορροπίες τόσο στον ενεργειακό όσο και στον υδάτινο τομέα. Γι' αυτό και η ερευνητική ομάδα του RMIT βρίσκεται ήδη σε αναζήτηση βιομηχανικών εταίρων για την εμπορική αξιοποίηση της τεχνολογίας.

Μια τέτοια μετάβαση από το εργαστήριο στην αγορά θα μπορούσε να κάνει την παραγωγή πράσινου υδρογόνου όχι μόνο πιο βιώσιμη, αλλά και οικονομικά συμφέρουσα – ιδίως για κοινότητες που μέχρι σήμερα βρίσκονται εκτός του ενεργειακού μετασχηματισμού λόγω κόστους ή υποδομών.

[via]