English
Vodik je poznat energent koji se može dobiti iz vode, s kisikom kao nusproduktom. Zbog čistog karaktera uzima se kao potencijalni energent na putu k dekarbonizaciji. Potencijal vodika kao energenta se najviše ističe u energetski intenzivnim procesima koji se ne mogu lako napajat električnom energijom, pri tome se misli na duge transportne rute, na cementare i peći visokih temperatura u industriji.
Vodik se može proizvesti i iz metana odnosno prirodnog plina, s ugljikovim dioksidom kao nusproduktom. Globalno se tako proizvede 70 milijuna tona vodika svake godine i trenutno je jeftiniji način od dobivanja vodika iz vode.
Prema tome je ekološka čistoća vodika ovisna o načinu na koji se dobiva, a vodikov karakter zapravo ima više nijansi. Od tako zvanog sivog vodika koji se dobiva iz metana do zelenog vodika koji nastaje cijepanjem molekula vode a za što se ulaže energija dobivena iz obnovljivih izvora energije poput Sunca.
Novi način rada starog sustava
Elektroliza vode je proces cijepanja molekula vode u koji je potrebno uložiti energiju. Upravo zbog te uložene energije, industrija vodikom kao čistim energentom se još nije razvila. Sistem se za proces elektrolize sastoji i od skupe komponente – membrane koja sprječava ponovni susret vodika i kisika a koji to čine eksplozivno.
9. siječnja ove godine objavljen je članak u nature materials u kojem su znanstvenici potpuno odbacili membranu. Ponovni susret vodika i kisika su spriječili tako da su koristili elektrolit bromidnih iona na koje bi se elektrolizom-nastao kisik vezao i pumpom premjestio dalje od elektrolizom-nastalog vodika.
Istraživanje nije još gotovo, jer sistem ima nedostatke kao što je prevlaka heksavalentnim kromom na elektrodi kako bi se spriječio niz reverzibilnih reakcija. Heksavalentni krom je po svojem karcinogenom svojstvu mnogima poznat zbog borbe Erin Brockovich protiv velikog industrijskog zagađivača.
Prirodne zalihe
Energija vodikom uz karakteristike čiste i potencijalno jeftine energije, može biti i obnovljiva. Geolozi već duže vrijeme znaju za proces nastajanja vodika reakcijom vode sa željezo-bogatim stijenama u Zemljinoj kori. Dok su potrebni milijuni godina da se organski ostatci pretvore u sirovu naftu i plinove, vodik se konstantno proizvodi na ovakav način.
Molekula vodikovog plina je najmanja molekula i lako curi van kroz različite materijale pa tako i kroz Zemljinu koru i odlazi u atmosferu. Zanimljive površinske naznake curenja vodika su vilinski krugovi. To su kružne depresije golog tla, dijametra nekoliko stotina metara, unutar vegetacijskog pokrivača.
Za hvatanje bi vodika više nego dovoljna bila standardna oprema koja se koristi na naftnim bušotinama. Zbog dobivanja iz obnovljivih prirodnih izvora i malog uloga energije za izvlačenje, ovakav se vodik naziva zlatnim vodikom. Potencijalno najčišći oblik vodika kao energenta.
AI skeniranje satelitskih slika se već koristi kako bi se locirale depresije s ispuhom zlatnog vodika. Znanstvenici s U.S. Geološkog Instituta najavljuju alat za prepoznavanje takvih lokacija na temelju stijenskog sastava pod Zemljinom površinom.
Nekoliko nedostataka dolazi i sa zlatnim vodikom. Prirodne akumulacije zlatnog vodika mogu biti posvuda razbacane u malim količinama što smanjuje ekonomsku isplativost. Iako vodik prirodno curi u atmosferu, dodatne bi količine neizbježno procurile ispumpavanjem akumulacija iz dubina. Klimatski znanstvenici upozoravaju da vodik može reagirati s hidroksilom u troposferi i tvoriti troposferski ozon, zagađivač zraka koji se ponaša i kao staklenički plin. Također se u prirodnim akumulacijama plinova, uz vodik, može nalaziti i metan, jedan od potentnijih stakleničkih plinova.
Unatoč nedostatcima današnje tehnologije za baratanje vodikom kao energentom, od proizvodnje ili izvlačenja, do efikasnosti transporta i curenja kroz cijevi, istraživanje za iskorištavanjem potencijala ne jenjava.
Da li te zanimaju pozitivni i negativnu učinci vodika na klimu?
Izvor teksta:
New type of water splitter could make green hydrogen cheaper | Science | AAAS
Natural Hydrogen: A Potential Clean Energy Source Beneath Our Feet – Yale E360
Izvor slike:
Freepik: @freepik
