Vedci spravili z morskej vody energetický poklad. Našli spôsob, ako z nej vyrobiť vodík a sladkú vodu
Výroba zeleného vodíka z morskej vody znie jednoducho, realita však rýchlo narazí na chémiu. Soľ, chloridy, vápnik a horčík dokážu poškodzovať elektródy a zanášať zariadenie. Výskumníci z Čínskej akadémie vied preto morskú vodu do elektrolyzéra vôbec neposielajú. Namiesto toho spojili klasickú alkalickú elektrolýzu s nízkoteplotným odsoľovaním a využili teplo, ktoré by inak skončilo ako odpad.
Dostaň Fontech do svojich Google odporúčaní
Pridať ako preferovaný zdroj Fontech, odkaz sa otvorí v novom okneVýsledkom je 250 kW systém, ktorý podľa štúdie publikovanej v časopise Nature Energy vyrába za hodinu 48 normálnych kubických metrov vodíka a približne 31,6 kilogramu sladkej vody. Elektrická účinnosť celého systému sa oproti porovnávanej klasickej alkalickej elektrolýze sladkej vody zlepšila o 14,4 %.
Morská voda nejde priamo do elektrolyzéra
Priama elektrolýza morskej vody má viacero nepríjemných vlastností. Chloridové ióny môžu na anóde vytvárať vedľajšie reakcie a urýchľovať koróziu, zatiaľ čo vápnik a horčík vytvárajú usadeniny na katóde. Dlhodobá stabilita takéhoto systému je problémom.
Bežným riešením je vodu najskôr odsoliť a až následne ju priviesť do elektrolyzéra. To však znamená ďalšie zariadenie a ďalšiu energetickú spotrebu.

Čínsky tím z Dalian Institute of Chemical Physics preto oba procesy spojil. Komerčná alkalická elektrolýza pracuje pri teplotách približne 80 až 90 °C a podľa výskumníkov sa približne 30 % privádzanej elektriny nakoniec prejaví ako nízkopotenciálne odpadové teplo. V priemyselnom zariadení ho treba odvádzať chladením.
Nový systém ho namiesto toho posiela do vákuovej destilácie. Znížený tlak umožňuje odparovať morskú vodu už pri približne 40 až 50 °C. Para následne skondenzuje na sladkú vodu, časť sa použije na elektrolýzu a prebytok zostáva ako ďalší produkt.
Na FonTechu sme už písali aj o inom prístupe k výrobe zeleného vodíka, pri ktorom nemecké panely využívajú priamo slnečné svetlo a vodu. Nový čínsky projekt naopak stavia na klasickej alkalickej elektrolýze, ale snaží sa získať späť energiu, ktorá sa pri nej bežne stratí.
Za hodinu vyrobí približne 4,3 kg vodíka
Pri výkone 250 kW dosiahol systém produkciu 48 Nm³ vodíka za hodinu s čistotou 99,9999 %. To zodpovedá približne 4,3 kilogramu vodíka za hodinu. Súčasne vznikalo 31,6 kg sladkej vody. Väčší systém pracoval počas testov viac než 40 dní aj v režime každodenného spúšťania a odstavovania bez zjavného poklesu výkonu.
Nejde pritom o prvý prototyp. Výskumníci predtým postavili 20 kW pilotnú jednotku, ktorá produkovala 3,8 Nm³ vodíka a 1,2 kg sladkej vody za hodinu. Tá bežala stabilne približne 100 dní. Až následne systém zväčšili na dnešných 250 kW.
Pri veľmi hrubom prepočte nominálneho príkonu a hodinovej produkcie vychádza spotreba približne 58 kWh elektriny na kilogram vodíka. Skutočné prevádzkové číslo závisí od zaťaženia a pomocných systémov.
Urán zariadenie priamo nevyrába
Tu je dôležité korigovať jednu lákavú interpretáciu výsledkov. Samotná 250 kW jednotka v rámci prezentovaného experimentu nevyrábala urán.
Po destilácii zostáva koncentrovanejšia morská soľanka. Čínska akadémia vied uvádza, že tá môže následne poslúžiť ako vstup pre ďalšie procesy na získavanie soli, brómu, uránu a ďalších morských surovín. Ide teda o potenciálne následné využitie koncentrovaného prúdu, nie o súčasnú produkčnú linku, z ktorej spolu s vodíkom vychádza hotový urán.
Práve toto rozlíšenie je dôležité aj pri hodnotení technológie. Hlavným výsledkom publikovanej práce je spoločná výroba vodíka a sladkej vody, nie nový spôsob komerčnej ťažby uránu z mora.
Cena vyzerá dobre, zatiaľ však iba v modeli
Autori spravili aj ekonomický prepočet. Pri elektrine z pevninskej veternej energie za 0,033 dolára za kWh vyšla modelová výrobná cena vodíka približne na 2,10 dolára za kilogram. Pri solárnej elektrine za 0,049 dolára za kWh stúpla na približne 2,90 dolára. Ide však o techno-ekonomický model pri konkrétnych vstupoch, nie o reálnu komerčnú cenu vodíka z existujúcej továrne.
Najväčší zmysel môže mať riešenie tam, kde je súčasne dostupná morská voda a lacná obnoviteľná elektrina, napríklad pri pobrežných veterných parkoch. Výroba vodíka by tam nepotrebovala odoberať veľké množstvo sladkej vody a odpadové teplo z elektrolyzéra by zároveň vykonávalo druhú užitočnú prácu.
Aj preto je zaujímavá najmä architektúra systému. Číňania nevyriešili problém morskej elektrolýzy zázračnou elektródou. Problém obišli tým, že proces rozdelili a energeticky prepojili dve existujúce technológie.
Zelený vodík je pritom stále drahší a energeticky náročný nosič energie, čo sme podrobnejšie rozoberali aj pri jeho možnostiach dlhodobého uskladňovania energie. Práve využitie odpadového tepla je preto jeden zo spôsobov, ako z existujúcej elektrolýzy dostať viac úžitku bez ďalšieho veľkého elektrického vstupu.
Čítajte viac z kategórie: Ekológia
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú

Vedci zistili znepokojivú vec. Dážď na celom svete je kontaminovaný nebezpečnými časticami

Črtá sa energetický poklad storočia. Spojenec Západu možno sedí na obrovskom zdroji čistej energie

Výrobu paliva budúcnosti čaká veľká zmena. Vedci predstavili technológiu s 99 % zachytávaním CO₂

Na Slovensku odhalili skrytý problém s plynom. Výsledky meraní prekvapili aj výskumníkov

Svet bojuje s plastmi aj nedostatkom vody. Vedci prišli s nečakaným objavom, ktorý rieši oba problémy
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zamestnávateľ ti preplatí lekára aj 275 eur na dovolenku. Pracovné nároky, ktoré väčšina Slovákov nevyužíva

Rezerva 100 000 eur na dôchodok: Model ukazuje, ako neskorší začiatok zvýši mesačné vklady

Prichádzajú prvé mrazy až -5 °C, sneh sa vracia do hôr. Slovensko čaká prudká zmena (PREDPOVEĎ)

Od Rozhanoviec po Duklu: Prever si vedomosti o udalostiach, ktoré menili naše dejiny (KVÍZ)

Štát vybral od 3 firiem vyše 427 miliónov eur, ďalších 134 000 platilo len minimálnu daň. NBS upozorňuje na problém
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Slovenská komédia roka dorazila online. Videlo ju 186-tisíc ľudí, ponúka ju len jedna služba
- Volkswagen predstavil elektromobil s dojazdom až 755 km. Jeho cena však prekvapí ešte viac
- 10 000 objednávok za 19 hodín. Elektromobil od Volkswagenu za 10-tisíc eur je absolútny hit
- Západ nič také nemá: „Spojenec“ Ruska nasadí laser na stíhačky, vrtuľníky aj drony. Oslepuje rakety
-
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- Európania podľahli novému elektromobilu. Objednalo si ho už 50 000 ľudí, výroba nestíha
- Slovenská komédia roka dorazila online. Videlo ju 186-tisíc ľudí, ponúka ju len jedna služba
- 10 000 objednávok za 19 hodín. Elektromobil od Volkswagenu za 10-tisíc eur je absolútny hit
- Volkswagen predstavil elektromobil s dojazdom až 755 km. Jeho cena však prekvapí ešte viac
-
- Na Slovensko prichádza najdrahší film roka. Veľkolepá fantasy ukáže známy príbeh (VIDEO)
- Európania podľahli novému elektromobilu. Objednalo si ho už 50 000 ľudí, výroba nestíha
- Automobilky oklamali svet a budú platiť. Obľúbený pohon zlyhal na celej čiare, produkuje veľké emisie
- Vodič išiel 81 km/h a prišiel o vodičák. Narazil na nekompromisné pravidlo
- 4 roky čakania sa skončili. Akčný hit konečne dorazil online aj s dabingom
Volkswagen prepustí až 100-tisíc ľudí. Z Nemecka napriek tomu zazneli prekvapivé slová
Európa čakala veľký solárny prepad. Zatmenie ukázalo, prečo veľké číslo pre Slovensko neplatilo
Výrobcom počítačov a mobilov končí obľúbený trik. EÚ prísne skoncuje s falošnou ekológiou
Má stáť zelená energia 120 eur za MWh? ÚRSO označil zelenú energiu za drahý omyl, pravda je iná
Európa chcela odstrihnúť Putina, deje sa však opak. Dovoz ruského LNG prudko vzrástol
USA chystajú vesmírny štít za 160 miliárd eur. Prvý ostrý zásah príde v roku 2029
Mochovce dosiahli kľúčový míľnik. Štvrtý blok už rozbehol jadrovú reakciu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP

Zamestnávateľ ti preplatí lekára aj 275 eur na dovolenku. Pracovné nároky, ktoré väčšina Slovákov nevyužíva

Rezerva 100 000 eur na dôchodok: Model ukazuje, ako neskorší začiatok zvýši mesačné vklady

Prichádzajú prvé mrazy až -5 °C, sneh sa vracia do hôr. Slovensko čaká prudká zmena (PREDPOVEĎ)

Od Rozhanoviec po Duklu: Prever si vedomosti o udalostiach, ktoré menili naše dejiny (KVÍZ)

