Znalazłam coś, co mnie naprawdę zelektryzowało
Przyznaję się bez bicia — chemia nigdy nie należała do moich ulubionych przedmiotów. Ale tym razem? Tym razem jestem szczerze podekscytowana, i myślę, że po przeczytaniu tego posta zrozumiesz dlaczego.
Naukowcy z Oregon State University opracowali materiał, który potrafi... no, powiedzmy, że oszukuje system. Zamiast korzystać z drogiego prądu albo paliw kopalnych, ten mały cud wykorzystuje zwykłe światło — tak, to to od słońca! — żeby rozdzielić wodę i wyciągnąć z niej wodór.
Ale co to właściwie oznacza?
Rozłóżmy to na czynniki pierwsze, żeby było jasne.
Woda składa się z wodoru i tlenu, prawda? Zwykle tworzą one szczęśliwe małżeństwo (H2O, razem na zawsze). Ale co, gdybyśmy mogli ich rozwieść tylko za pomocą światła słonecznego? Mniej więcej to właśnie robi ten nowy materiał.
Badacze zbudowali coś, co nazywa się metaliczno-organiczny szkielet — zasadniczo mikroskopijny, porowaty kryształ o strukturze, którą można dowolnie kształtować jak molekularny LEGO. Nadali mu nazwę BVR-19 i wyróżnia się on naprawdę czymś wyjątkowym.
Oto co w tym najlepsze: większość podobnych materiałów polega na drogotonnych atomach metali, żeby wykonać ciężką pracę. Ale BVR-19 idzie inną drogą. Wykorzystuje bloczki budulcowe zawierające siarkę, które pochłaniają energię świetlną i przemieszczają elektrony, tworząc warunki potrzebne do wydobycia wodoru z wody.
„Odkryliśmy, dlaczego niektóre wersje MOF działają o wiele lepiej niż inne" — powiedział Kyriakos Stylianou, kierujący badaniami. „Te wyniki dają nam nowe zasady projektowania skuteczniejszych materiałów do produkcji paliw słonecznych."
Dlaczego powinno Cię to obchodzić?
Tutaj robi się naprawdę interesująco dla zwykłego człowieka.
W tej chwili większość wodoru powstaje w procesie, który wykorzystuje... gaz ziemny. Trochę ironiczne, nie? Próbujemy być ekologiczni, a jednocześnie spalamy paliwa kopalne, żeby wytworzyć nasze „czyste" paliwo.
Alternatywa — rozkładanie wody przy użyciu prądu — działa, ale ma sens dla środowiska tylko wtedy, gdy ten prąd pochodzi z odnawialnych źródeł, jak wiatr czy słońce. W przeciwnym razie po prostu przenosimy zanieczyszczenie w inne miejsce.
Ale ten nowy sposób? Korzysta ze światła słonecznego bezpośrednio. Żadnego pośrednika. Żadnych paliw kopalnych. Żadnych skomplikowanych instalacji elektrycznych.
Problem z ceną
Porozmawiajmy przez chwilę o pieniądzach.
Obecnie wodór z gazu ziemnego kosztuje około 1,50 dolara za kilogram. Całkiem niedrogo. Ale „zielony" wodór — ten wytwarzany z odnawialnej energii — to koszt rzędu 5 dolarów za kilogram. To spora różnica, która hamuje szerokie wdrożenie technologii.
Te badania mogą pomóc tę lukę zmniejszyć. Pokazując naukowcom nowy sposób projektowania materiałów zasilanych światłem, zespół przekazuje im swoistą instrukcję budowy tańszych i lepszych katalizatorów.
Cudo w temperaturze pokojowej
Oto szczegół, który mnie TOTALNIE zaskoczył: BVR-19 tworzy się sam. Wystarczy wymieszać składniki w wodzie w temperaturze pokojowej i — hokus pokus — masz swój katalizator. Żadnego ekstremalnego ciepła, żadnego skomplikowanego procesu produkcyjnego. To ogromna sprawa, gdy myśli się o skalowaniu tego do rzeczywistych zastosowań.
Szerszy obrazek
Wiem, wiem — wodór od dawna jest „przyszłością". Słyszeliśmy już takie obietnice. Ale w tych badaniach jest coś innego.
To nie jest kolejna inkrementalna poprawa. Zespół odkrył zupełnie nową zasadę projektowania — mianowicie, że wiązania siarkowe w tych materiałach mogą się rozkładać pod wpływem światła, tworząc reaktywne formy, które napędzają produkcję wodoru. To fundamentalnie nowa wiedza, na której inni naukowcy mogą teraz budować.
A przy tym, że zmiany klimatyczne stają się coraz pilniejsze z dnia na dzień, potrzebujemy każdego narzędzia w skrzynce. Czysty wodór może pomóc zdekarbonizować przemysł stalowy, produkcję amoniaku i transport — sektory, które tradycyjnie bardzo trudno oczyścić.
Więc choć Twój samochód na wodór pewnie nie stanie w garażu jutro, kawałki układanki zdecydowanie się składają. Nauka posuwa się małymi krokami, ale czasem te kroki prowadzą do wielkich skoków.
Co o tym myślisz? Czy wodór to nasza przyszłość czystej energii, czy może są lepsze alternatywy? Podziel się swoimi przemyśleniami poniżej — naprawdę chętnie poznam Twoje zdanie!
Źródło: ScienceDaily