Vodík nad zlato. Ako ho získať a neničiť pritom matku prírodu

Aj keď Európska únia vidí vo vodíku veľký potenciál, bude potrebné prejsť na jeho ekologické získavanie. Ak by sa nebral ohľad na životné prostredie, možno tento prvok vyťažiť z mnohých zdrojov.

Veľmi často sa na tento účel využíva zemný plyn, no medzi možnosťami je aj nukleárne palivo, biomasa a v neposlednom rade obnoviteľné zdroje ako voda. V ideálnom scenári – z pohľadu ekológie – ľudstvo zostane práve pri výrobe elektrolýzou vody.

Zelený vodík nie je mýtus

Keď hovoríme o neškodnom získavaní vodíka, v podstate ide vždy o jeho extrakciu z vody. Zelená podstata takýchto technológií spočíva vo využití veternej, vodnej či solárnej energie na elektrolýzu vody, ktorou sa z jej molekúl získavajú ióny použiteľné na priame napájanie vozidiel ako sú autá, vlaky, lode či lietadlá, ale aj na ukladanie do akumulátorov.

Japonský tím výskumníkov z Univerzity Shinshu v Nagane prišiel so zaujímavým nápadom, ako elektrolýzu solárnou energiou zefektívniť. Vyvinuli dvojstupňovú metódu, pri ktorej rozkladajú molekuly vody na vodík a kyslík pomocou svetlo absorbujúcich materiálov. Bárium tantal oxynitrid (BaTaO2N) je polovodič a absorbuje svetlo s viditeľnou vlnovou dĺžkou 650 nanometrov.

Prášková substancia pôsobí ako fotokatalyzátor a reakciu poháňa práve svetlo. Namiesto vody použili vedci vodný roztok metanolu, ktorý vraj znižuje komplexnosť chemickej reakcie. Tá sa ešte zosilní ďalším katalyzátorom na báze platiny a podľa výslednej štúdie, ktorú tím vydal, je ich metóda výroby vodíka až stonásobne efektívnejšia v porovnaní s konvenčnými.

Vo svete sa teda pracuje na ďalších zlepšeniach, no aj aktuálne využívané varianty elektrolýzy vykazujú efektivitu vyše 80 percent.

Ako sa to robí aktuálne

Jedna z najčastejšie využívaných metód, ktoré sa na získavanie vodíka používajú, je však oveľa menej ekologická. Takzvaný sivý vodík vzniká procesom parnej reformácie zemného plynu, respektíve metánu (CH4). Pri parnej reformácii s teplotou 700 až 1 000 °C a pri tlaku 3 až 25 barov vzniká však okrem vodíka aj menšie množstvo oxidu uhličitého a oxid uhoľnatý, ktorého už tak málo nie je.

Následne zreaguje oxid uhoľnatý s parou a za využitia katalyzátora vznikne oxid uhličitý a ďalší vodík. Proces sa zakončí odstránením oxidu uhličitého a ďalších nežiaducich látok z plynnej zmesi. Zostane čistý vodík a treba povedať, že okrem zemného plynu ho možno parnou reformáciou vyťažiť aj z iných zdrojov ako etanol, propán, ba dokonca aj z benzínu.