Zespół naukowców z Chalmers University of Technology w Szwecji opracował nową metodę produkcji wodoru z energii słonecznej, która eliminuje konieczność stosowania platyny – metalu rzadkiego, kosztownego i obciążonego wysokim ryzykiem środowiskowym oraz geopolitycznym. Odkrycie może znacząco przyspieszyć rozwój zrównoważonego wodoru jako jednego z filarów transformacji energetycznej.
W centrum technologii znajdują się nanocząstki przewodzącego elektrycznie plastiku, które – zanurzone w wodzie i wystawione na działanie światła – inicjują wydajny proces fotokatalizy prowadzący do powstania wodoru. Jak pokazują badania opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Advanced Materials, nowy system pozwala na produkcję wodoru w sposób efektywny, niskoemisyjny i znacząco tańszy niż dotychczasowe rozwiązania oparte na platynie.
Z perspektywy ESG, eliminacja platyny ma kluczowe znaczenie. Wydobycie tego metalu wiąże się z wysoką presją środowiskową, zagrożeniami dla zdrowia pracowników oraz koncentracją produkcji w kilku krajach, co zwiększa ryzyko w łańcuchach dostaw. Nowa technologia ogranicza zależność od surowców krytycznych i wpisuje się w unijne oraz globalne strategie wzmacniania odporności gospodarczej.
– Usunięcie platyny z procesu produkcji wodoru to nie tylko postęp technologiczny, ale także realny krok w stronę bardziej odpowiedzialnych i transparentnych modeli energetycznych – podkreśla dr Alexandre Holmes, współautor badania. – Dzięki zaawansowanemu projektowaniu materiałów osiągamy wysoką wydajność przy radykalnie niższych kosztach.
Przełom był możliwy dzięki modyfikacji struktury polimerów na poziomie molekularnym. Choć materiały te doskonale absorbują światło, dotychczas ich ograniczeniem była niska kompatybilność z wodą. Zespół badawczy zwiększył ich hydrofilowość oraz opracował metodę formowania nanocząstek o luźniejszej strukturze, co istotnie poprawiło efektywność konwersji energii słonecznej w wodór.
Z punktu widzenia transformacji energetycznej kluczowa jest także skalowalność i koszt. Jak podają naukowcy, jeden gram materiału pozwala wytworzyć około 30 litrów wodoru w ciągu godziny, a sam przewodzący plastik może być produkowany bez użycia toksycznych substancji i przy znacznie niższym śladzie środowiskowym.
Kolejnym etapem prac jest pełne rozszczepianie wody na wodór i tlen bez dodatków chemicznych. Obecnie w laboratoriach wykorzystywana jest witamina C jako substancja wspomagająca reakcję, jednak celem badaczy jest system oparty wyłącznie na wodzie i energii słonecznej.
– Zrównoważony wodór wymaga nie tylko niskiej emisyjności, ale także odpowiedzialnego doboru materiałów i stabilnych łańcuchów dostaw – mówi prof. Ergang Wang, lider zespołu badawczego. – Usunięcie platyny to fundament pod przyszłe rozwiązania, które będą mogły wspierać dekarbonizację przemysłu, transportu i energetyki. Eksperci podkreślają, że tego typu innowacje mogą odegrać istotną rolę w realizacji celów klimatycznych, strategii neutralności klimatycznej oraz raportowania ESG – szczególnie w sektorach trudnych do dekarbonizacji, gdzie wodór ma pełnić funkcję nośnika czystej energii
źródło: Chalmers University of Technology
