Naukowcy z PG i UMK szukają sposobu na tani "zielony wodór"

Biuro prasowe Politechniki Gdańskiej (PG) poinformowało, że dr inż. Mariusz Szkoda z Wydziału Chemicznego PG oraz dr hab. Anna Ilnicka z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu będą wspólnie pracować nad nowoczesnymi katalizatorami pozwalającymi na efektywniejszą produkcję “zielonego wodoru”. Projekt ten wpisuje się w globalne dążenia do zwiększenia produkcji czystej energii i redukcji emisji dwutlenku węgla.

Elektroliza jako metoda produkcji wodoru

Jedną z najlepszych metod uzyskiwania wodoru jest elektrochemiczne rozszczepienie wody, czyli elektroliza. Proces ten wymaga użycia stabilnego katalizatora, który wspomaga reakcję. Obecnie stosowane materiały, takie jak platyna, tlenki irydu czy rutenu, są nie tylko kosztowne, ale także trudno dostępne. Dlatego naukowcy na całym świecie poszukują alternatywnych materiałów, które będą bardziej ekonomiczne i równie skuteczne.

Poszukiwanie alternatywnych katalizatorów

W ramach projektu naukowcy będą poszukiwać alternatywnych katalizatorów zdolnych do konkurowania z platyną w procesie elektrolizy. Szczególną uwagę poświęcą azotkom metali, które wykazują obiecujące właściwości w tym procesie i są znacznie tańsze. Takie rozwiązania mogą znacząco wpłynąć na popularyzację technologii wodorowej oraz zwiększenie jej dostępności na rynku energetycznym.

“Niestety, azotki metali nie są w pełni stabilne, dlatego będziemy dążyć do stworzenia ich hybrydy z grafenem domieszkowanym azotem” – wyjaśnia dr inż. Mariusz Szkoda. Połączenie tych dwóch materiałów ma prowadzić do uzyskania trwałego i skutecznego katalizatora, który będzie mógł być wykorzystywany w skali przemysłowej.

Zwiększona stabilność i efektywność

Połączenie azotków metali z grafenem ma zapewnić większą stabilność katalizatorów w procesie elektrolizy, a także poprawić przewodnictwo i efektywność wydzielania wodoru i tlenu. W efekcie możliwe będzie uzyskanie bardziej efektywnej technologii, która może znaleźć zastosowanie w produkcji energii odnawialnej oraz w przemyśle chemicznym i transportowym.

Bi-funkcjonalność katalizatorów

Jak podkreśla dr inż. Szkoda, projekt wyróżnia się również tym, że katalizatory będą bi-funkcjonalne, co oznacza możliwość ich zastosowania zarówno w reakcji ewolucji wodoru (HER), jak i reakcji ewolucji tlenu (OER). Standardowe katalizatory, takie jak platyna, umożliwiają głównie reakcję HER, natomiast tlenki irydu i rutenu wspomagają reakcję OER. Celem naukowców jest stworzenie uniwersalnego katalizatora łączącego obie funkcje. Takie rozwiązanie może znacząco obniżyć koszty produkcji wodoru na dużą skalę.

Uniwersalne i tańsze rozwiązanie

Proponowany przez naukowców zamiennik będzie nie tylko tańszy niż stosowane dotąd katalizatory, ale także bardziej uniwersalny w zastosowaniu. Może to otworzyć drogę do komercjalizacji nowej technologii i zwiększenia konkurencyjności energetyki wodorowej wobec tradycyjnych źródeł energii. Potencjalne zastosowania obejmują produkcję paliwa dla pojazdów napędzanych wodorem oraz magazynowanie energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych.

Partnerstwo i finansowanie projektu

Projekt jest realizowany we współpracy Politechniki Gdańskiej i Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Liderem jest zespół z UMK kierowany przez dr hab. Annę Ilnicką, natomiast stronę PG reprezentuje dr inż. Mariusz Szkoda. Całkowity budżet projektu wynosi 1 927 234 zł, z czego dofinansowanie dla Politechniki Gdańskiej wynosi 493 490 zł. W ramach projektu przewidziane są również badania nad możliwościami skalowania technologii oraz analiza jej wpływu na środowisko naturalne. Jeśli badania zakończą się sukcesem, może to być krok milowy w rozwoju niskoemisyjnej gospodarki opartej na wodorze.