Cercetătorii au creat un material care produce hidrogen din apă cu ajutorul luminii și care ar putea ieftini combustibilul pentru mașini
Adaugă-ne ca sursă preferată în Google
Urmărește Libertatea in Google Discover
Un material care folosește lumina pentru a produce hidrogen din apă ar putea schimba modul în care este fabricat combustibilul pentru mașinile pe hidrogen. Cercetătorii americani au reușit să obțină hidrogen în laborator fără să folosească un catalizator suplimentar din metale scumpe, iar descoperirea ar putea reduce costurile de producție, scrie Descoperă.ro.
Cuprins:
Cum ar putea deveni mai ieftin combustibilul pentru mașini
Hidrogenul este considerat o alternativă la combustibilii tradiționali, însă există o problemă importantă: producerea lui fără emisii mari de carbon este încă scumpă. În prezent, obținerea unui kilogram de hidrogen verde costă aproximativ 5 dolari, în timp ce hidrogenul produs din gaze naturale costă în jur de 1,50 dolari, potrivit estimărilor prezentate de Oregon State University. Așadar, varianta mai curată este de peste trei ori mai scumpă.
Cercetătorii încearcă acum să reducă această diferență prin folosirea unor materiale care au nevoie de mai puțină energie și de componente mai ieftine pentru a produce hidrogen. Dacă metoda va putea fi folosită în fabrici, iar costurile de producție vor scădea suficient, ar putea deveni mai accesibil și combustibilul pentru mașinile alimentate cu hidrogen. Deocamdată însă, oamenii de știință nu au calculat cât ar costa un kilogram de hidrogen produs industrial prin noua tehnologie.
Un material care folosește lumina pentru a produce hidrogen din apă
Descoperirea a fost făcută de o echipă de la Oregon State University, coordonată de profesorul Kyriakos Stylianou. Cercetătorii au dezvoltat un material numit BVR-19, capabil să folosească energia luminoasă pentru a declanșa reacția chimică prin care se obține hidrogen din apă, iar explicația este mai simplă decât pare.
În mod obișnuit, producerea hidrogenului din apă necesită energie și materiale care ajută reacția chimică să se desfășoare. Noul material captează lumina și folosește energia acesteia pentru a pune în mișcare electronii implicați în reacție. Astfel, poate produce hidrogen fără să fie necesar un catalizator suplimentar din metale prețioase.
Secretul stă într-o legătură chimică dintre doi atomi de sulf. Când materialul primește lumină, această legătură se rupe pentru scurt timp și ajută la transferul electronilor. Materialul face parte dintr-o familie de structuri numite rețele metal-organice, alcătuite din componente metalice și organice. Dintre variantele testate, cea care conține zinc, numită BVR-19-Zn, a oferit cele mai bune rezultate. Studiul a fost publicat în revista științifică Journal of the American Chemical Society.
Materialul poate fi fabricat la temperatura camerei
Un alt avantaj al descoperirii este că materialul poate fi obținut într-o soluție pe bază de apă, la temperatura camerei, ceea ce înseamnă că fabricarea lui nu necesită temperaturi ridicate, ceea ce poate reduce energia consumată în această etapă. Pentru producerea hidrogenului verde, fiecare economie contează. Nu este suficient ca procesul să fie nepoluant, ci trebuie să devină și accesibil din punct de vedere financiar.
„Cercetarea noastră oferă un model pentru dezvoltarea unor materiale mai bune, care pot reduce costul hidrogenului verde”, a explicat profesorul Kyriakos Stylianou.
Potrivit acestuia, echipa a descoperit că poate îmbunătăți performanța materialului schimbând metalul din structură, fără să modifice restul componentelor. Această descoperire le oferă oamenilor de știință o direcție pentru dezvoltarea unor materiale și mai eficiente.
Cum ar putea ajuta descoperirea șoferii
Mașinile pe hidrogen funcționează diferit față de cele alimentate cu benzină sau motorină. În cazul vehiculelor cu pile de combustie, hidrogenul este introdus într-un rezervor, iar un sistem special îl transformă în energie electrică, folosită pentru alimentarea motorului. Prin urmare, mașina nu este alimentată direct cu apă. Apa este folosită într-un proces separat, pentru producerea hidrogenului care ajunge ulterior în rezervor.
Dacă hidrogenul va putea fi produs mai ieftin, costul combustibilului pentru aceste vehicule ar putea scădea. Prețul final plătit de șoferi depinde însă și de transportul, depozitarea și distribuția hidrogenului. Noua tehnologie ar putea avea aplicații și în alte domenii. Hidrogenul este utilizat deja în industria chimică, în producția de amoniac, la rafinarea metalelor și la fabricarea unor materiale plastice.
Când ar putea fi folosită noua tehnologie
Deocamdată, descoperirea se află în faza de cercetare, iar rezultatele au fost obținute în laborator. Experimentele au demonstrat că materialul poate produce hidrogen sub acțiunea luminii, dar au folosit și o substanță suplimentară care ajută reacția chimică. Prin urmare, nu este vorba despre un dispozitiv care transformă deja numai apă și lumină în combustibil.
Cercetătorii trebuie să stabilească dacă procesul poate funcționa eficient pe scară largă, cât ar costa și cât de rezistent ar fi materialul în utilizare îndelungată. Totuși, rezultatele arată că hidrogenul ar putea fi produs în viitor prin metode mai simple, cu mai puține materiale costisitoare. Iar dacă tehnologia va deveni viabilă comercial, beneficiile s-ar putea vedea atât în costurile industriei, cât și în prețul combustibilului pentru mașinile pe hidrogen.
