Naukowcy z Uniwersytetu Deakin osiągnęli znaczący postęp, który może przyczynić się do pokonania jednej z głównych przeszkód w masowym wykorzystaniu energii wodorowej, a mianowicie w kwestii jej bezpiecznego magazynowania i transportu.
- Nowa metoda może drastycznie zmniejszyć zużycie energii w przemyśle petrochemicznym. Oferuje ona sposób na oddzielenie gazów węglowodorowych od ropy naftowej przy użyciu mniej niż 10% energii wymaganej obecnie przez tradycyjne procesy kriogeniczne.
- Wodór może być bezpiecznie przechowywany w temperaturze pokojowej w postaci sproszkowanej i uwalniany w razie potrzeby poprzez podgrzanie proszku.
- Metoda ta jest bardziej energooszczędna i bezpieczniejsza w porównaniu z obecnymi praktykami przechowywania wodoru w postaci gazu pod wysokim ciśnieniem lub cieczy kriogenicznej.
Spis treści
Przełom: Bezpieczne i wydajne magazynowanie wodoru
Tradycyjnie magazynowanie wodoru stanowi poważne wyzwanie, a opcje ograniczały się do tej pory do zbiorników wysokociśnieniowych lub cieczy kriogenicznych, które są energochłonne i potencjalnie niebezpieczne.
Proces mechanochemiczny opracowany przez zespół naukowców z Deakin University oferuje jednak przełomową alternatywę. Dzięki wychwytywaniu i zatrzymaniu gazów w proszkach poprzez niskoenergetyczny proces mielenia, metoda ta umożliwia przechowywanie wodoru w stanie stałym w temperaturze pokojowej, co czyni go bezpieczniejszym i bardziej praktycznym niż kiedykolwiek wcześniej.
Jak mechanochemia obniża zużycie energii?
Mechanochemia jest to stosunkowo nową dziedziną, która bada, jak siła fizyczna – taka jak nacisk czy ucisk – może inicjować reakcje chemiczne. To odkrycie odbiega od tradycyjnego pojmowania reakcji chemicznych, które zazwyczaj są wywoływane przez ciepło, światło lub elektryczność.
Metoda ta wykazuje potencjał w przemyśle i nauce materiałowej. Może otworzyć nowe możliwości w tworzeniu materiałów, które wymagają specyficznych warunków chemicznych, nieosiągalnych za pomocą tradycyjnych metod.
Proces mielenia kulowego, będący jednym z przykładów zastosowania mechanochemii, polega na użyciu ciężkich metalowych kulek w obracającym się cylindrze, które miażdżą i przetwarzają materiał. Ten proces nie wymaga dodatkowego źródła ciepła czy energii elektrycznej, co znacząco redukuje zużycie energii.
Mechanochemiczne oddzielanie gazów metodą mielenia kulowego Źródło: Uniwersytet Deakin
W przeciwieństwie do konwencjonalnych metod, które mogą wymagać wysokich temperatur i ciśnienia, mielenie kulowe wykorzystuje jedynie energię mechaniczną, co jest znacznie bardziej efektywne energetycznie.
Poza magazynowaniem wodoru, technologia ta ma głębokie implikacje dla przemysłu petrochemicznego. Obecnie separacja gazów węglowodorowych opiera się w dużej mierze na destylacji kriogenicznej, czyli procesie, który odpowiada za 15% światowego zużycia energii. Natomiast metoda mechanochemiczna wymaga mniej niż 10% tej energii, oferując bardziej zrównoważoną i opłacalną alternatywę.
Nauka stojąca za innowacją
Sercem tego przełomu jest proszek azotku boru, materiał wybrany ze względu na jego stabilność i dużą powierzchnię. Będąc substancją chemiczną o najniższym poziomie ryzyka, może być całkowicie bezpiecznie przechowywany w domu. Dzięki temu wodór może być magazynowany w dowolnym miejscu i wykorzystywany w razie potrzeby.
W połączeniu z gazami w młynie kulowym, siły mechaniczne wyzwalają reakcję mechanochemiczną, absorbując gaz do proszku. Proces ten jest nie tylko powtarzalny, ale także wysoce wydajny, a proszek zachowuje większość swojej zdolności absorpcyjnej nawet po wielu cyklach.
Transformacja energii wodorowej
Dzięki wodorowi bezpiecznie przechowywanemu w postaci proszku, transport i przechowywanie stają się znacznie łatwiejsze i tańsze. Może to być szczególnie przełomowe dla pojazdów napędzanych wodorem, oferując bardziej praktyczną i wydajną alternatywę dla obecnych metod przechowywania.
Inwestowanie w przyszłość
Proces mechanochemiczny opracowany przez zespół z Uniwersytetu Deakin stanowi coś więcej niż tylko przełom naukowy. Konsekwencje tego odkrycia są rozległe i zróżnicowane, dotykając branż od petrochemicznej po transportową.
Ponieważ stoimy u progu nowej ery w energetyce, wezwanie do działania jest jasne – inwestowanie w tę technologię to nie tylko inwestycja w energię wodorową, ale także w zrównoważoną przyszłość. Potencjał zmniejszonego zużycia energii, niższych emisji i bardziej ekologicznej planety jest w naszym zasięgu, a czas na działanie jest teraz.
Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Materials Today
Źródło: Deakin University
Obraz wyróżniający autorstwa Freepik
Zapraszamy wszystkich zainteresowanych do odwiedzenia naszej strony internetowej gsenergia.pl i zapoznania się z pełną gamą naszych usług.
W naszej ofercie znajdą Państwo między innymi Audyty Energetyczne, Świadectwa Charakterystyki Energetycznej, Kogeneracje, a także nasze nowości: Technologie Wodorowe i rozwiązania z zakresu Dekarbonizacji.
Odkryj więcej!
