Μια πρωτοποριακή τεχνική παραγωγής υδρογόνου, που συνδυάζει απλά και ανακυκλώσιμα υλικά όπως το θαλασσινό νερό, τα κουτάκια αλουμινίου και την καφεΐνη, φέρνει την προοπτική φθηνότερης και πιο βιώσιμης ενέργειας πιο κοντά στην πραγματικότητα. Η ερευνητική ομάδα του MIT παρουσίασε το 2024 μια νέα μέθοδο, η οποία εντυπωσιάζει τόσο για την αποδοτικότητά της όσο και για τον περιορισμένο περιβαλλοντικό της αντίκτυπο.
Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Cell Reports Sustainability, κάθε κιλό υδρογόνου που παράγεται με αυτή την τεχνική απελευθερώνει μόλις 1,45 κιλά CO₂. Πρόκειται για μια θεαματική μείωση σε σύγκριση με τις συμβατικές μεθόδους, που στηρίζονται σε ορυκτά καύσιμα και εκπέμπουν έως και 11 κιλά CO₂ για το ίδιο αποτέλεσμα.
Η βάση της τεχνολογίας είναι η χημική αντίδραση μεταξύ αλουμινίου και νερού, μια διεργασία γνωστή από παλαιότερα, η οποία όμως συναντά εμπόδια λόγω του προστατευτικού στρώματος οξειδίου που καλύπτει την επιφάνεια του μετάλλου. Το οξείδιο του αλουμινίου (γνωστό και ως αλουμίνα) είναι ένα εξαιρετικά ανθεκτικό και σταθερό υλικό, που δημιουργείται φυσικά όταν το μέταλλο εκτεθεί στον αέρα, εμποδίζοντας όμως τη χημική αντίδραση με το νερό.
Παλιότερες προσπάθειες αντιμετώπισης του προβλήματος βασίζονταν σε σπάνια και ακριβά κράματα, όπως του γαλλίου και του ινδίου, τα οποία αφαιρούσαν το στρώμα της αλουμίνας. Η μεγάλη ανατροπή ήρθε όταν οι επιστήμονες αποφάσισαν να πειραματιστούν με συνθήκες θαλάσσιου περιβάλλοντος. Τα ιόντα του αλατιού που περιέχονται στο θαλασσινό νερό αποδείχθηκαν ικανά να επιτρέψουν την ανάκτηση και επαναχρησιμοποίηση αυτών των κραμάτων, μειώνοντας έτσι σημαντικά το κόστος.
Η έκπληξη, ωστόσο, ήρθε με την προσθήκη ενός ακόμη συστατικού: της καφεΐνης. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκε η ένωση ιμιδαζόλιο, που προέρχεται από την καφεΐνη και μπορεί να διεισδύει στο μέταλλο χωρίς να επηρεάζει το ενεργοποιητικό κράμα. Η χημική αυτή παρέμβαση αύξησε εντυπωσιακά την ταχύτητα της αντίδρασης: από μόλις ένα γραμμάριο επεξεργασμένου αλουμινίου μπορούν να παραχθούν έως και 1,3 λίτρα υδρογόνου μέσα σε μόλις πέντε λεπτά.
Η μελέτη του MIT δεν περιορίστηκε μόνο στη χημική αντίδραση, αλλά εξέτασε ολόκληρο τον κύκλο ζωής της μεθόδου, από την εξόρυξη του αλουμινίου μέχρι την παραγωγή και διανομή του καυσίμου. Εκτός από τη σημαντική μείωση των εκπομπών, εντοπίστηκε και ένα επιπλέον κέρδος: το παραπροϊόν της αντίδρασης (boehmite - ορυκτό υδροξείδιο του οξειδίου του αργιλίου), μπορεί να αξιοποιηθεί βιομηχανικά, προσφέροντας μια επιπλέον οικονομική αξία και ενισχύοντας τη βιωσιμότητα του μοντέλου.
Το υδρογόνο θεωρείται ήδη βασικός πυλώνας της ενεργειακής μετάβασης, ωστόσο μέχρι τώρα η παραγωγή του ήταν ακριβή και ενεργοβόρα. Η νέα αυτή προσέγγιση αλλάζει τα δεδομένα, κάνοντας χρήση φθηνών και διαθέσιμων πρώτων υλών, όπως τα απορρίμματα αλουμινίου και ο καφές, ενώ αξιοποιεί ακόμα και το θαλασσινό νερό ως βασικό συστατικό.
Η μέθοδος δεν είναι ακόμα έτοιμη για εμπορική εφαρμογή, όμως οι πρώτες ενδείξεις είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικές.
[via]
