Vandenilis yra viena iš galimų alternatyvių energijos formų, kurios panaudojimas leistų ne tik padidinti nepriklausomybę nuo iškastinio kuro, bet ir labai ženkliai prisidėtų prie švaresnės aplinkos. Juk gerai žinoma, kad panaudoto vandenilio „atliekos“ yra paprasčiausias vanduo.
Tačiau problema yra ta, kad gaminant vandenilį dažniausiai yra naudojamos gamtinės dujos, o tai didina CO2 kiekius atmosferoje. Dėl šios priežasties vandenilio platesnis panaudojimas yra ne toks patrauklus kaip, kad saulės ar vėjo energija.
Daniel Esposito, Kolumbijos universiteto, cheminės inžinerijos profesorius, ieškojo būdų, kaip panaudoti vandens elektrolizę – vandens atskyrimą į vandenilį ir deguonį – kad būtų išgautas vandenilis be anglies dioksido. Tam prireikė daugybės pastangų, tačiau Esposito ir jo komandai pavyko sukurti įrenginį, kuris gali išgauti vandenilį nesukurdamas CO2.
Jo kūrinį galima pavadinti „plaukiojančiu fotovoltiniu (PV) elektrolizeriu“. Pavadinimas skamba išties egzotiškai, tačiau ir technologija yra unikali. Nors šis išradimas yra įkurdintas laboratorijoje ir yra vis dar visai nedidelis prototipas, bet galutinis produktas būtų išplėtotas iki vandenyne plaukiojančio ir, ironiška, bet išvaizda primenančio naftos platformą, komplekso. Visgi, vietoj naftos gavybos šis kompleksas gamintų vandenilį naudojant vien tik saulės energiją ir jūros vandenį.
Kairėje: savarankiškas PV-elektrolizės prototipas plūduriuojantis sieros rūgštyje. Dešinėje: hipotetinis didelio masto veikiantis ir plaukiojantis fotovoltinis (PV) elektrolizerio kompleksas atviroje jūroje
© Jack Davis, Justin Bui: Columbia Engineering
Norint gauti elektrolizės būdu vandenilį ir deguonį yra naudojamos membranos, bet jos yra jautrios priemaišoms ir mikroorganizmams, kurie esti jūros vandenyje ir laikui bėgant sugadina membranas.
Esposito įrenginyje ši problema neegzistuoja dėl labai paprastos priežasties – tiesiog nėra membranų, todėl nėra jokių pažeidimų ar kitokių problemų su kuriomis susiduriama naudojant membranas. „Mūsų PV-elektrolizės architektūros paprastumas daro mūsų produktą ypač patraukliu ir lengvai pritaikomu jūros vandens elektrolizei. Ši sistema yra potencialiai pigesnė ir ilgaamžiškesnė lyginant su esamais įtaisais, kuriuose naudojamos membranos“, – teigė Esposito pranešime spaudai.
Naujasis prietaisas remiasi unikalia elektrodų konfiguracija, kuri atskiria bei surenka vandenilio ir deguonies dujas, atsižvelgdama į jų burbulų vandenyje plūdrumą. Dėka šios sistemos yra iškart gaminamos vandenilio dujos, kurių grynumas siekia net 99 %.
Esposito įrenginys dar nėra pilnai paruoštas realioms darbo sąlygoms. Jis buvo tikrinamas laboratorinėmis sąlygomis ir dar nėra pasirengęs susidurti su tikru jūros vandeniu ar kitais iškilsiančiais iššūkiais.
Tačiau komanda nesiruošia ties tuo sustoti ir planuoja tobulinti savo įrenginį, kad jis būtų dar efektyvesnis. Taip pat tikimasi sukurti didesnius elektrolizerius, kurie galėtų dirbti gerokai didesniais mastais.
„Yra daugybė galimų technologinių sprendimų tvarios energetikos ateičiai pasiekti, tačiau niekas tiksliai nežino, kokios konkrečios technologijos ar technologijų derinys bus geriausi“, – teigė Esposito.
Atsižvelgiant į tai, kad ir kiti mokslininkai dirba prie šios srities ir siekia sukurti technologijas, kurios galėtų gaminti vandenilį iš jūros vandens, galime tikėtis, kad plaukiojantys ir realiai veikiantys komerciniai vandenilio gamybos įrenginiai pasirodys gerokai greičiau nei galime įsivaizduoti.
