Vandeniliniai automobiliai neteršia aplinkos, yra greitai papildomi kuru ir gali būti labai saugūs bei funkcionalūs. Tačiau vandenilio kuro nėra tiek daug ir jis dažnai yra brangus. Dabar japonų mokslininkai mano suradę būdą bent šiek tiek sumažinti vandenilio gamybos kainą – į pagalbą ateina grafenas.
„Wikimedia Commons“ nuotr.
„Mercedes-Benz NECAR“ – pirmas vandeniliu varomo automobilio prototipas
Nuotraukoje – 1994-ųjų „Mercedes-Benz NECAR“, pirmasis vandeniliu varomas „Daimler“ automobilis. „MB 100“ pagrindu sukurta mašina dabar ilsisi muziejuje, tačiau tai yra geras priminimas, kaip toli vandeniliniai kuro elementai pasistūmėjo per porą pastarųjų dešimtmečių. NECAR atrodo kaip krovininis furgonas, bet toks nėra – kuro elementai, baterijos, vandenilio bakai ir elektronika užima visą automobilio galą.
Vandenilio svajonė nėra tokia jau jauna. Ir „Toyota Mirai“ bei visa (trumpa) eilė kitų vandenilinių automobilių rodo, kad ta svajonė yra realistiška. Tačiau nors vandeniliniai automobiliai ir stipriai patobulėjo ir dabar yra visai praktiški, vienos galvosūkio detalės taip ir nepavyko išspręsti – kaip pigiai gaminti vandenilį?
Nes vandenilį gaminti mes mokame ir jo netrūksta. Problema ta, kad jo gamyba yra brangi. Iš dalies taip yra dėl energijos sąnaudų – norint, kad vandeniliniai automobiliai iš tikrųjų būtų švarūs reikia pasitelkti atsinaujinančių šaltinių energiją, kuri yra brangesnė. Iš dalies taip yra dėl naudojamų medžiagų – platinos katalizatoriai, naudojami vandenilio gamyboje, yra labai brangūs.
Platinos katalizatorius būtų galima pakeisti nikelio lydiniais, tačiau jie vandenilio gamybos neišgyvena dėl rūgštinės aplinkos. Ar bent jau iki šiol neišgyvendavo – Cukubos universiteto (Japonija) inžinieriai sugalvojo, kaip apsaugoti nikelio katalizatorius nuo rūgšties sukeltos korozijos.
Japonų mokslininkai su partneriais iš kitų šalių nusprendė padengti nikelio katalizatorius grafenu. Tiksliau – net trimis grafeno sluoksniais. Jie vis tiek leidžia vykti reakcijai, nors ir ne taip efektyviai. Mokslininkų eksperimentai parodė, kad kuo daugiau grafeno sluoksnių naudojama, tuo labiau prastėja reakcijos efektyvumas. Tačiau tuo pačiu labiau apsaugomas nikelio katalizatorius. Taigi, reikia surasti tą optimalų santykį tarp efektyvumo ir katalizatoriaus tarnavimo laiko. Ir dabar atrodo, kad magiškas skaičius yra 3 sluoksniai, nors tolimesni tyrimai gali jį dar patikslinti.
Nikelis yra kur kas pigesnis už platiną, todėl apie jo naudojimą vandenilio kuro gamyboje galvojama jau ilgiau nei dešimtmetį. Tačiau platinos katalizatoriai yra smarkiai efektyvesni, nors ir daug brangesni. Ar grafeno apsiaustas gali tai pakeisti? Japonų mokslininkai stengiasi sukurti nikelio lydinio katalizatorius, bet jei grafenas yra atsakymas, tai vis tiek yra tik pati šių tyrimų pradžia.
