Indičtí vědci vyvinuli reaktor pro efektivní výrobu vodíku pomocí slunečního světla a vody

Tým vědců vůbec poprvé vyvinul reaktor, který produkuje značné množství vodíku pomocí udržitelných zdrojů jakými jsou sluneční světlo a voda. Jde o nákladově efektivní a udržitelný proces, uvedlo ministerstvo vědy a technologie (DST). V současné době probíhá vývoj prototypů velkoobjemových reaktorů s foto-katalyzátory a vývoj pro úspěšné využití vodíkových reaktorů ve velkovýrobě.

Tento vývoj nabývá na významu, premiér Narendra Modi během svého projevu ke Dni nezávislosti oznámil zahájení „Národní vodíkové mise“ s cílem urychlit plány na výrobu bezuhlíkového paliva z obnovitelných zdrojů a stanovil cíl, že země do roku 2047 dosáhne energetické nezávislosti a soběstačnosti.

Indie si stanovila cíl 450 GW obnovitelné energie do roku 2030. Aby toho dosáhli, výzkumníci pracují na vývoji udržitelné a obnovitelné energie s omezenou uhlíkovou stopou.

Jedním z nejekonomičtějších způsobů jak toho dosáhnout je výroba vodíku ve velkém měřítku s foto-katalytickým štěpením vody. Je to trvalé řešení rostoucích potřeb obnovitelné energie a ekonomicky levný proces, který bude společnosti dlouhodobě prospěšný.

Úsilí vědců o dosažení tohoto významného cíle je tedy nanejvýš nezbytné a prioritní.

V tomto směru doktor Kamalakannan Kailasam a jeho tým – včetně profesora Ashoka K. Ganguliho, dr. Viveka Bagchiho, dr. Sanyasinaidu Boddua, dr. Prakashe PN a dr. Menaky Jhy z Institutu pro vědu a technologii (INST) – vyvinuli prototyp reaktoru, který pracuje za přirozeného slunečního světla a vyrábí vodík ve větším měřítku (kolem 6,1 litru za osm hodin.) Jako katalyzátor použili na Zemi bohatě se nacházející chemikálii zvanou nitridy uhlíku.

Několik vědců se o tento proces několikrát pokusilo použitím komplexních oxidů kovů, nitridů nebo heterogenních systémů na bázi sulfidů, ale reprodukovat vodík ve velkém množství bylo velmi obtížné. Tým INST použil levný organický polovodič nitridech uhlíku, který lze snadno připravit v kilogramovém množství pomocí prekurzorů – jakými jsou močovina a melamin.

[wp_ad_camp_2]

Když sluneční světlo dopadá na tento polovodič, generují elektrony a elektronové díry. Elektrony redukují protony a vytvářejí vodík. Díry jsou spotřebovány některými chemickými činidly nazývanými „obětní beránci.“ Dokud nejsou díry spotřebovány, rekombinují se s elektrony.

Tato práce je podporována projektem ministerstva Nano Mission NATDP a související článek byl nedávno publikován v „Journal of Cleaner Production“. Tým právě získává patent na technologii.

Tým INST pracuje v této oblasti foto-katalytického štěpení vody na generování vodíku již nějakou dobu. „Energetická krize a stále hrozící klimatická krize nás donutily pracovat na tomto slibném způsobu výroby vodíku prostřednictvím foto-katalytického štěpení vody. Stabilita a chemická flexibilita různých organických skupin v nitridech uhlíku nás přiměla pracovat s těmito nákladově efektivních organických polovodičových materiálů pro udržitelnou výrobu vodíku,“ řekl doktor Kamalakannan.

Tým INST začal procesem v laboratoři a dotáhl to až na hromadný vývoj foto-katalyzátoru a výrobu vodíku prostřednictvím velkého prototypu reaktoru.

Tým je v procesu optimalizace výroby vodíku s účinnými hodinami slunečního svitu, kromě čistoty vodíku, lapačů vlhkosti a membrán pro separaci plynu tak, aby došlo ke spojování s palivovými články. Vodík generovaný tímto způsobem lze použít v mnoha formách, jako je výroba elektřiny prostřednictvím palivových článků v odlehlých kmenových oblastech, vodíková kamna a napájení malých přístrojů, abychom jmenovali alespoň některé. Podle prohlášení mohou nakonec napájet i transformátory a e-vozidla, což jsou dlouhodobé cíle výzkumu.

Přeložila adri | Zdroj: The Economic Times