O nouă tehnologie produce hidrogen din energie solară și deșeuri agricole

Inginerii de la University of Illinois Chicago (SUA) au contribuit la proiectarea unei noi metode prin care poate fi obținut hidrogen gazos din apă, folosind doar energie solară și deșeuri agricole.

Metoda reduce cu 600% energia necesară pentru a extrage hidrogenul din apă, creând noi oportunități pentru producția de substanțe chimice durabile și ecologice.

• Oamenii de știință avertizează Europa: Oglinzile spațiale și geoingineria solară trebuie să fie interzise
• Specialiștii recomandă extinderea limitei pentru cercetarea embrionilor umani

Combustibilii pe bază de hidrogen reprezintă una dintre cele mai promițătoare surse de energie curată. Însă producerea hidrogenului pur gazos este un proces energointensiv care necesită adesea cărbune sau gaze naturale și cantități mari de energie electrică.

Procesul poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră la zero

Într-o lucrare pentru Cell Reports Physical Science, o echipă multi-instituțională condusă de inginerul Meenesh Singh de la UIC dezvăluie noul proces de producere a hidrogenului ecologic.

Metoda folosește o substanță bogată în carbon numită biochar pentru a reduce cantitatea de energie electrică necesară pentru a transforma apa în hidrogen. Prin utilizarea surselor de energie regenerabilă, cum ar fi energia solară sau eoliană, și prin capturarea produselor secundare pentru alte utilizări, procesul poate reduce emisiile de gaze cu efect de seră la zero.

„Suntem primul grup care a demonstrat că se poate produce hidrogen utilizând biomasa la o fracțiune de volt”, a declarat Singh, profesor asociat în cadrul departamentului de inginerie chimică. „Aceasta este o tehnologie transformatoare”.

Noi oportunități pentru producția de substanțe ecologice

Electroliza, procesul de scindare a apei în hidrogen și oxigen, necesită un curent electric. La scară industrială, pentru a genera această energie electrică sunt necesari, de obicei, combustibili fosili.

Recent, oamenii de știință au redus tensiunea necesară pentru scindarea apei prin introducerea unei surse de carbon în reacție. Însă acest proces utilizează, de asemenea, cărbune sau substanțe chimice scumpe și eliberează dioxid de carbon ca produs secundar.

Singh și colegii săi au modificat acest proces pentru a utiliza în schimb biomasa din deșeuri obișnuite. Prin amestecarea acidului sulfuric cu deșeuri agricole, deșeuri animale sau ape uzate, ei creează o substanță numită biochar, care este bogată în carbon.

Echipa a experimentat cu diferite tipuri de biochar obținut din coji de trestie de zahăr, deșeuri de cânepă, deșeuri de hârtie și gunoi de grajd. Atunci când au fost adăugate în camera de electroliză, toate cele cinci varietăți de biochar au redus puterea necesară pentru a transforma apa în hidrogen. Cel mai performant, bălegarul de vacă, a redus de șase ori necesarul de energie electrică, la aproximativ o cincime de volt, scrie EurekAlert.

Necesarul de energie a fost suficient de scăzut pentru ca cercetătorii să poată alimenta reacția cu o celulă solară standard din siliciu care generează aproximativ 15 miliamperi de curent la 0,5 volți. Aceasta este mai puțin decât cantitatea de energie produsă de o baterie AA.

O tehnologie transformatoare

„Este foarte eficient, cu o conversie de aproape 35% a biocharului și a energiei solare în hidrogen„, a declarat Rohit Chauhan, coautor și cercetător postdoctoral în laboratorul lui Singh. „Acestea sunt cifre record la nivel mondial; este cea mai mare valoare pe care a demonstrat-o cineva.”

Pentru ca procesul să fie net zero, trebuie să capteze dioxidul de carbon generat de reacție. Însă Singh a spus că și acest lucru ar putea avea beneficii economice și de mediu.

„Nu numai că diversifică utilizarea deșeurilor biologice, dar permite și producerea curată a diferitelor substanțe chimice în afară de hidrogen”, a declarat Nishithan Kani, absolvent al UIC, co-autor principal al lucrării. „Acest mod ieftin de a produce hidrogen ar putea permite fermierilor să devină autosuficienți pentru nevoile lor energetice sau să creeze noi surse de venit”.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii au generat căldură de peste 1.000 de grade Celsius cu energie solară în loc de combustibili fosili

România nu este în top 10 pieţe europene pentru proiectele de energie solară

China va domina lanțul de aprovizionare cu energie solară până în 2026

Combustibili lichizi din energie solară? Cercetătorii spun că este posibil