Mnoho odborníkov považuje vodíkové palivo za zdroj energie budúcnosti. Teda aspoň za predpokladu, že dokážeme nájsť metódy, pomocou ktorých ho budeme vyrábať jednoducho, lacno a najmä bez fosílnych palív. Aktuálne sa väčšina vodíka vyrába parnou konverziou z metánu a výhodných ekologických alternatív je pramálo.

Ako upozorňuje portál ScienceAlert, vedci v novej štúdii publikovanej v žurnále Applied Nano Materials dokázali uvoľňovať vodík z vody a to iba prostredníctvom zmesy hliníku a gália. Navyše, na vytvorenie tejto reakcie nie je potrebné dodávať žiadnu elektrickú energiu.

Získavanie veľkého množstava vodíku

Treba upozorniť, že reakcia hliník-gálium-voda nie je žiadna prevratná novinka. Aj keď ju vedci z celého sveta poznajú už desiatky rokov, odborníkom z Kalifornskej univerzity v Santa Cruz (UCSC) pod vedením Scotta Olivera sa ju podarilo optimalizovať.

NEPREHLIADNI
V Európe vyrastie najväčšia továreň na ekologický vodík, postaví ju ropný gigant

Zariadenie na tvorbu vodíka. ScreenShot/Gabriella Amberchan et al./ Applied Nano Materials 2022

Ako upozorňujú vedci v tlačovej správe, predchádzajúce štúdie používali väčšinou nepomernú zmes hliníka a gália bohatú na hliník, prípadne sa v zmesi nachádzali ešte ďalšie kovy. V tejto v novej štúdii ale zistili, že produkcia vodíka sa v skutočnosti zvyšuje pri väčšej koncentrácií gália v kompozite gálium-hliník.

Rýchlosť produkcie vodíka bola dokonca tak vysoká, že odborníci nemohli uveriť tomu, čo vidia. Zrejme aj preto urýchlene podali medzinárodnú patentovú prihlášku.

„Nepotrebujeme žiadny energetický vstup a vodík prebubláva ako šialený. Nikdy som nič také nevidel,“ uvádza Scott Oliver.

Optimalizácia starej metódy

Odborníci prostredníctvom techník a metód röntgenovej difrakcie a elektrónkovej mikroskopie zistili, že ideálny pomer na vytvorenie kompozitu gálium-hliník pre tvorbu čo najväčšieho množstva vodíka je približne 3:1 v prospech gália.

Pohľad na bubliny plynného vodíka. Amberchan et al., Applied Nano Materials 2022

Zliatina bohatá na gálium má pritom hneď dve úlohy. Jednak odstraňuje povlak oxidu hliníka, druhak vytvára hliníkové nanočastice, ktoré pri izbovej teplote reagujú s vodou a umožňujú získať veľké množstvo vodíka.

Inak povedané, gálium slúži na produkciu hliníkových nanočastíc na zastavanie tvorby jemného povlaku oxidu hlinitého, ktorý vzniká na povrchu a blokuje túto reakciu.

„Ľudia majú často problémy s výrobou hliníkových nanočastíc a my ich tu vyrábame pri normálnom atmosférickom tlaku a izbovej teplote,“ uvádzajú vedci.

Takto vyrobený kompozit gálium-hliník je možné chrániť pred vlhkosťou, ktorá znižuje jeho efektivitu, ponorením do cyklohexánu (cyklycký nasýtený uhľovodík obsahujúci iba jednoduché väzby medzi atómami uhlíka) až po dobu troch mesiacov.

Amberchan et al., Applied Nano Materials 2022

Hoci so získavaním hliníku nie je až taký problém, gálium patrí medzi vzácne mäkké strieborné kovy. Naštastie ho je možné v tomto procese recyklovať a znova použiť bez straty efektivity, tvrdia vedci.

Štúdia v podstate opisuje relatívne jednoduchú metódu, ako odobrať kyslík z molekúl vody a extrahovať plynný vodík. Celý proces prebieha pri izbovej teplote a bez potreby externého dodávania energie.

Samozrejme, metóda by mala fungovať na akúkoľvek vodu, či už pitnú, slanú, či dokonca odpadovú.