Eνα ελληνικό «μυαλό» επικεφαλής πρωτοποριακής έρευνας για παραγωγή καύσιμου υδρογόνου από την υγρασία στον αέρα

H ιδέα είναι επαναστατική: μια ειδική συσκευή έρχεται σε επαφή με τον αέρα, εκτίθεται στο φως του ήλιου και αρχίζει να παράγει καύσιμα δωρεάν!

Μια ιδέα που έχει βαλθεί να μετουσιώσει στην πράξη σε συνεργασία με την Toyota Motor Europe το Ολλανδικό Ινστιτούτο για την βασική έρευνα στην Ενέργεια (DIFFER) με επικεφαλής της αρμόδιας ομάδας έναν συμπατριώτη μας, τον χημικό μηχανικό Μιχάλη Τσαμπά.

Η συνεργασία στοχεύει στην ανάπτυξη μιας καινοτόμου συσκευής που απορροφά τους υδρατμούς από τον ατμοσφαιρικό αέρα και χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ήλιου τους διασπά απευθείας σε οξυγόνο και υδρογόνο. Τα οφέλη από την παραγωγή εναλλακτικών καυσίμων είναι προφανή: από τη μια θα μειωθεί η εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα και αφετέρου θα μειωθούν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου. Ένα από αυτά τα εναλλακτικά βιώσιμα καύσιμα είναι το υδρογόνο, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές. Το υδρογόνο μπορεί εν συνεχεία να τροφοδοτηθεί μαζί με οξυγόνο σε μια κυψέλη καυσίμου, παράγoντας ηλεκτρική ενέργεια και εκπέμποντας μόνο καθαρό νερό.

Κατά την αναζήτηση λύσεων, το Τμήμα Έρευνας της Toyota Motors Europe συναντήθηκε με την ομάδα καταλυτικών και ηλεκτροχημικών διεργασιών για ενεργειακές εφαρμογές του DIFFER, επικεφαλής της οποίας είναι ο Μιχάλης Τσαμπάς. Η εν λόγω ομάδα εργαζόταν ήδη στην ανάπτυξη νέων μεθόδων για τη διάσπαση του νερού που υπάρχει στην ατμόσφαιρα (αντί για τη διάσπαση υγρού νερού που είναι η κλασική προσέγγιση).

« Χρησιμοποιώντας το νερό σε αέρια αντί σε υγρή μορφή έχει αρκετά πλεονεκτήματα. Τα υγρά παρουσιάζουν ορισμένα τεχνικά προβλήματα, όπως για παράδειγμα τον ανεπιθύμητο σχηματισμό φυσαλίδων. Επιπλέον, με τη χρήση νερού στην αέρια φάση αντί της υγρής φάσης, δεν χρειαζόμαστε δαπανηρές εγκαταστάσεις για τον καθαρισμό του νερού. Και τέλος, δεδομένου ότι χρησιμοποιούμε μόνο το νερό που υπάρχει στον περιβάλλοντα αέρα, η τεχνολογία μας είναι επίσης εφαρμόσιμη σε απομακρυσμένους χώρους όπου δεν υπάρχει νερό», εξήγησε ο Έλληνας επιστήμονας.

Την τελευταία χρονιά το DIFFER και η TME συνεργάστηκαν για να αποδείξουν πως η ιδέα λειτουργεί στην πράξη. Οι ερευνητές ανέπτυξαν ένα νέο φωτοηλεκτροχημικό αντιδραστήρα στερεάς κατάστασης ο οποίος εκτέθηκε σε ηλιακό φως και κατάφερε να απορροφήσει νερό (υγρασία) από τον τον ατμοσφαιρικό αέρα και στη συνέχεια να παράγει υδρογόνο. Αυτός ο πρωτότυπος αντιδραστήρας πέτυχε εντυπωσιακή απόδοση, που έφτασε στο 70% της απόδοσης που επιτυγχάνεται όταν μια ισοδύναμη συσκευή τροφοδοτείται με υγρό νερό. Το σύστημα αποτελείται από ηλεκτρολύτες πολυμερικής μεμβράνης, πορώδη φωτοηλεκτρόδια και απορροφητικά υλικά, σε συνδυασμό με έναν ειδικά σχεδιασμένο αντιδραστήρα.

«Η Toyota έχει ήδη πρωτοπορήσει παράγοντας μαζικά το πρώτο επιβατικό αυτοκίνητο που χρησιμοποιεί ως καύσιμο το υδρογόνο. Επίσης η Toyota συμβάλλει ενεργά στην ανεύρεση τρόπων παραγωγής υδρογόνου χωρίς τη χρήση ορυκτών καυσίμων», λέει ο Ιζότα Τσέρι, Γενικός Διευθυντής του τομέα Έρευνας Προηγμένων Υλικών της Toyota Motor Europe. «Η εταιρεία έχει θέσει την περιβαλλοντική πρόκληση Toyota Environmental Challenge 2050, στοχεύοντας σε μηδενικές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα καθ’ όλη τη διάρκεια ζωής των οχημάτων (παραγωγή, λειτουργία κλπ). Η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για παραγωγή υδρογόνου μπορεί να συμβάλλει σημαντικά στη μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Υποστηρίζοντας τη βασική (θεμελιώδη έρευνα) όπως στην προκειμένη συνεργασία, εργαζόμαστε προς την ανάπτυξη μιας κοινωνίας βασισμένης στο υδρογόνο, αναπτύσσοντας προσιτές και εύχρηστες εφαρμογές του υδρογόνου τόσο για τις εργοστασιακές διεργασίες μας όσο και για τους πελάτες», συμπληρώνει.

Στο επόμενο στάδιο του project, οι εταίροι σκοπεύουν να βελτιώσουν σημαντικά το πρωτότυπο. Κι όταν έχει ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, η έρευνα θα στραφεί στην αναβάθμιση της τεχνολογίας από εργαστηριακή σε βιομηχανική κλίμακα. «Δεν είμαστε ακόμα εκεί», εξηγεί ο δρ Τσαμπάς. «Αλλά ελπίζουμε ότι μια μέρα, αυτές οι διατάξεις θα μπορούν να χρησιμοποιηθούν από ιδιώτες, είτε σε σπίτια για να τροφοδοτήσουν οικιακές συσκευές είτε για την καθημερινή μετακίνηση παράγoντας καύσιμο για αυτοκίνητα υδρογόνου».