Νέου τύπου καταλύτης παράγει φθηνό καύσιμο υδρογόνο

Τρίτη, Ιουνίου 22, 2010

Αναζήτηση Θέματος

Το υδρογόνο έχει χαρακτηριστεί το ιδανικό εναλλακτικό καύσιμο του μέλλοντος, καθώς θα μπορούσε να αντικαταστήσει τους ολοένα μειούμενους υδρογονάνθρακες, ενώ δεν θα παρήγαγε ούτε το -υπαίτιο για την κλιματική αλλαγή- διοξείδιο του άνθρακα.

Φθηνό καύσιμο υδρογόνο

Μέχρι σήμερα όμως διάφορα πρακτικά προβλήματα έχουν εμποδίσει τη συγκεκριμένη τεχνολογία. Όμως, Αμερικανοί ερευνητές κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα νέου τύπου καταλύτη που παράγει υδρογόνο, ανοίγοντας ένα νέο πολλά υποσχόμενο δρόμο για την πραγματοποίηση της «οικονομίας του υδρογόνου» στο μέλλον.

Θεωρητικά, η παραγωγή υδρογόνου είναι απλή. Αρκεί, με τη βοήθεια λίγης ενέργειας, να διαχωριστεί το νερό σε αέριο υδρογόνο και οξυγόνο. Στη συνέχεια, το πρώτο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να κινήσει μια μηχανή αυτοκινήτου ή οτιδήποτε άλλο στον πλανήτη μας. Δυστυχώς όμως μέχρι σήμερα οι καταλύτες που έχουν κατασκευαστεί για το διαχωρισμό του νερού στα δύο συστατικά του, είναι είτε πολύ ακριβοί, είτε ασθενικοί και τεχνικά επισφαλείς, είτε ανίκανοι να δουλέψουν μόνο με νερό.

Για πρώτη φορά, χημικοί του Πανεπιστημίου του Berkeley, υπό τον Jeffrey Long, κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα τελείως νέου τύπου καταλύτη, με βάση το μολυβδαίνιο, ο οποίος παράγει φθηνό υδρογόνο, δουλεύει μόνο με νερό και είναι ανθεκτικός και ασφαλής. Προς το παρόν, πάντως, ο καταλύτης έχει ένα μειονέκτημα: απαιτεί πολλή ενέργεια για να μπορέσει να διασπάσει το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο. Παρόλα αυτά, η καινοτομική τεχνολογία ανοίγει ένα νέο πολλά υποσχόμενο δρόμο, που μπορούν να αξιοποιήσουν άλλοι ερευνητές για να βελτιώσουν περαιτέρω την συγκεκριμένη μέθοδο.

H δημιουργία υδρογόνου δεν είναι κατ’ αρχήν δύσκολη, καθώς η πλατίνα (λευκόχρυσος) μπορεί να μεταφέρει ζεύγη ηλεκτρονίων σε ζεύγη πρωτονίων κι έτσι να σχηματίσει το μόριο του υδρογόνου. Όμως το συγκεκριμένο πολύτιμο μέταλλο είναι πανάκριβο για να χρησιμοποιηθεί μαζικά στην εμπορική παραγωγή υδρογόνου.

Εναλλακτικά –και πιο φθηνά- έχουν χρησιμοποιηθεί ένζυμα (τα οποία λέγονται υδρογενάσες), που μπορούν να δημιουργήσουν το μόριο του υδρογόνου χρησιμοποιώντας πρωτεϊνες με βάση το νικέλιο και τον σίδηρο. Σχετικές συσκευές έχουν δημιουργηθεί εδώ και χρόνια, όμως έχουν κι αυτές πολλά προβλήματα (είναι αργές, διαλύονται εύκολα σε σύντομο χρόνο, δουλεύουν μόνο με την προσθήκη οργανικών οξέων κ.α.).

Καύσιμο υδρογόνο

Οι Αμερικανοί χημικοί ανακάλυψαν ότι το μολυβδαίνιο έχει την ασυνήθιστη ιδιότητα να μεταφέρει ηλεκτρόνια, κάτι που –στη θέση της πλατίνας- αξιοποίησαν για την παραγωγή υδρογόνου και μάλιστα σε σημαντικές ποσότητες. Είναι αξιοσημείωτο ότι η τεχνολογία τους λειτούργησε τόσο με καθαρό όσο και με θαλασσινό νερό, χωρίς την ανάγκη πρόσθετων ουσιών. Επιπλέον, η νέα μέθοδος είναι πιο σταθερή και ανθεκτική στον χρόνο, γιατί οι χημικοί δεσμοί που δημιουργεί το μολυβδαίνιο, είναι πολύ πιο «γεροί» σε σχέση με τους δεσμούς του νικελίου ή του σιδήρου.

Η ομάδα του Jeffrey Long ήδη προσπαθεί να βελτιώσει την τεχνολογία της, προσπαθώντας κυρίως να λύσει το πρόβλημα των υψηλών ενεργειακών αναγκών, στρεφόμενη στη βοήθεια της ηλιακής ενέργειας, που αποτελεί μια πηγή «καθαρών» (χωρίς άνθρακα) ηλεκτρονίων, τα οποία απαιτεί ο καταλύτης για να λειτουργήσει.

Πηγές: physics4u.gr, Ελευθεροτυπία