Wodór bywa nazywany ekologicznym paliwem przyszłości, mającym stanowić alternatywę dla paliw kopalnych. Rzeczywistość jest jednak znacznie bardziej skomplikowana. Z danych IEA (International Energy Agency) wynika, że na 100 Mt wodoru, wyprodukowanego w skali globalnej w 2024 roku, zaledwie 1% otrzymano przy użyciu niskoemisyjnych, ekologicznych technologii produkcji. Przeważająca większość dostępnego na rynku wodoru uzyskiwana jest z paliw kopalnych i/lub przy użyciu energii elektrycznej, wytwarzanej podczas spalania paliw kopalnych.
Implementacja na większą skalę przyjaznej dla środowiska technologii otrzymywania wodoru, opartej o elektrolizę wody, napotyka na poważne problemy ekonomiczne. Obiecująca metoda elektrolizy wody przy użyciu energii słonecznej opiera się na wykorzystaniu katalizatora, najczęściej wykonanego z kosztownej platyny.
Zgodnie z przewidywaniami IEA, upowszechnienie produkcji wodoru metodą elektrolizy ma nastąpić w czwartej dekadzie XXI stulecia. Jak na razie, podobnie jak w przypadku fotowoltaiki, liderem pozostają Chiny, które w kontekście elektrolizy wody dysponują ponad połową mocy produkcyjnych na świecie. Państwo Środka jest także największym konsumentem platyny, zaś największymi producentami są RPA i Rosja, co przekłada się na kontrolę podaży i popytu przez państwa ze Wschodu i tak zwanego Globalnego Południa. Dla państw europejskich poszukiwanie alternatywnych materiałów na katalizatory może stać się więc geopolityczną koniecznością.
Zespół badaczy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technicznego Chalmersa przedstawił nowe rozwiązanie, umożliwiające rezygnację z platyny podczas procesu elektrolizy. Jak wyjaśnia Alexandre Holmes z Chalmers, od dawna poszukiwano alternatywnego fotokatalizatora. Przełomem okazało się opracowanie zaawansowanego materiału, opartego o cząstki polimeru przewodzącego typu skoniugowanego, w którym przewodność elektryczna realizowana jest poprzez układ wiązań sprzężonych w łańcuchu głównym. Innowacja w zakresie nanotechnologii umożliwiła otrzymanie cząstek skoniugowanego polimeru w postaci luźno upakowanych, hydrofilowych łańcuchów. Z wody, w obecności jednego grama polimerowego katalizatora, w przeciągu jednej godziny możliwe jest uzyskanie trzydziestu litrów wodoru.
Zastąpienie kosztownej platyny polimerowym katalizatorem sprawia, że technologia staje się bardziej przystępna dla potencjalnych inwestorów. Dalsza redukcja kosztów jest możliwa poprzez rezygnację z przeciwutleniacza w postaci witaminy C. Zespół badaczy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technicznego Chalmersa prowadzi już odpowiednie badania.
chalmers.se
