V nasledujúcom článku boli použité materiály TASR.

Vedci z Leicesterskej univerzity priniesli prelom v recyklácii palivových článkov – vyvinuli ultrazvukom podporovanú technológiu, ktorá umožňuje efektívne oddeliť a znovu použiť vzácne materiály z týchto zariadení, a zároveň bráni úniku nebezpečných chemikálií do prostredia.

Palivové články a elektrolyzéry sú kľúčovými súčasťami zelených technológií využívajúcich vodík ako zdroj energie pre dopravu aj priemysel. Ich výroba však závisí od drahých kovov, ako sú platina, irídium či paládium, ktoré tvoria katalyzačné vrstvy na tzv. CCM membránach – membránach potiahnutých katalyzátormi. Tieto membrány sú pritom často vyrobené z fluórovaných polymérov, obsahujúcich tzv. večné chemikálie (PFAS), ktoré sa z tela prakticky nevylučujú a spôsobujú vážne zdravotné problémy.

Ich silná priľnavosť k katalyzátorom dlhodobo znemožňovala efektívnu recykláciu bez rizika úniku PFAS do životného prostredia. Nová ultrazvuková technológia tento problém zásadne rieši – oddelenie materiálov teraz prebieha bez ich poškodenia a bez kontaminácie okolitého prostredia.

Ako to funguje?

Inovatívny proces kombinuje namáčanie membrán v organickom rozpúšťadle a následné pôsobenie ultrazvuku vo vode. Ultrazvuk vytvára v kvapaline mikrobubliny, ktoré pri implózii vyvíjajú vysoký tlak a tým narušia väzby medzi katalyzátorom a membránou. To umožňuje ich oddelenie bez nutnosti vysokých teplôt alebo agresívnych chemikálií. Vedci zároveň vyvinuli zákazkovo tvarovanú lopatkovú sonotródu, ktorá generuje vysokofrekvenčný zvuk a celý proces urýchľuje – rozdelenie trvá len niekoľko sekúnd.

Zásadnou výhodou novej technológie je jej škálovateľnosť a ekonomická efektívnosť. Proces delaminácie je navrhnutý tak, aby fungoval v nepretržitej prevádzke, čo umožňuje jeho nasadenie vo veľkom rozsahu – napríklad v továrňach na výrobu alebo recykláciu palivových článkov.

Freepik

Udržateľné riešenie pre priemysel

Dr. Jake Yang, jeden z autorov výskumu, upozorňuje, že práve vysoká cena vzácnych kovov bola doteraz jednou z hlavných prekážok širšieho nasadenia palivových článkov v praxi. Nový recyklačný model by túto prekážku mohol zásadne zmierniť: „Palivové články sú dlhodobo označované za prelomovú technológiu na získavanie čistej energie, no obmedzovala ju vysoká cena kovov platinovej skupiny. Ich obehová ekonomika túto prelomovú technológiu o krok približuje k jej uskutočneniu“.

Nová metóda nielenže šetrí drahé suroviny, ale znižuje aj environmentálnu záťaž súvisiacu s likvidáciou PFAS – chemikálií, ktorých akumulácia v prírode a v ľudskom tele vyvoláva rastúce obavy. Fluórované polyméry sa vďaka ultrazvukovej separácii dajú zrecyklovať bez toho, aby došlo k ich poškodeniu alebo uvoľneniu toxických látok.