Inovatívna výroba čistého vodíka s rekordnou efektivitou

V globálnom úsilí o dekarbonizáciu a dosiahnutie uhlíkovej neutrality zohráva čistý vodík kľúčovú úlohu. Jeho potenciál ako čistého paliva pre ťažký priemysel a dopravu je obrovský, no hlavnou prekážkou jeho masového rozšírenia boli doteraz vysoké energetické náklady a nízka efektivita tradičnej elektrolýzy vody.

Zdroj Foto: KIMM

Prelomový objav z Južnej Kórey však môže túto situáciu zásadne zmeniť a urýchliť prechod na vodíkovú ekonomiku. Výskumný tím z Kórejského inštitútu pre stroje a materiály (KIMM) pod vedením hlavného výskumníka Dr. Young Sang Kima vyvinul a úspešne otestoval inovatívny systém elektrolytickej bunky s pevným oxidom (SOEC).

Tento systém dosiahol rekordnú úroveň efektivity a stability, čím otvára cestu k nízkonákladovej výrobe čistého vodíka. Kľúčom k úspechu je elegantné využitie zdroja energie, ktorý bol doteraz považovaný za odpad. Namiesto toho, aby sa systém spoliehal výlučne na elektrickú energiu, dômyselne zachytáva a využíva vysokoteplotné priemyselné odpadové teplo z oceliarní, chemických závodov alebo elektrární.

Toto teplo, ktoré je v podstate „bezplatnou“ energiou a zároveň priemyselným odpadom, sa používa na premenu vody na vysokoteplotnú paru. Práve táto para následne vstupuje do procesu elektrolýzy, čím sa výrazne znižuje množstvo elektriny potrebnej na rozklad molekúl vody.

Výsledky testovania systému triedy 20 kilowattov sú pôsobivé a potvrdzujú jeho robustnosť a výkon. Zariadenie dosiahlo viac ako 3 000 hodín nepretržitej a stabilnej prevádzky, čo je kľúčový ukazovateľ jeho pripravenosti na priemyselné nasadenie.

Ešte dôležitejšia je však dosiahnutá elektrická účinnosť na úrovni 83 %, čo je jedna z najvyšších hodnôt na svete. V praxi to znamená, že v porovnaní s existujúcimi technológiami znižuje tento systém spotrebu elektrickej energie o 15 %. V konečnom dôsledku to vedie k zníženiu celkových nákladov na výrobu vodíka približne o 25 %.

Tieto čísla nie sú len akademickým úspechom, ale predstavujú zásadný krok k ekonomickej konkurencieschopnosti čistého vodíka. Tím KIMM má však ešte ambicióznejšie ciele. Ich ďalším krokom je zvýšiť účinnosť systému nad 85 % a, čo je najdôležitejšie, znížiť výrobné náklady na približne 2,20 dolára za kilogram vodíka.

Tento cenový bod nie je náhodný; predstavuje všeobecne uznávaný zlomový bod, pri ktorom sa zelený vodík stáva cenovo konkurencieschopným voči takzvanému šedému vodíku, ktorý sa dnes vyrába z fosílnych palív. Dosiahnutie tohto cieľa by znamenalo odstránenie najväčšej bariéry pre masové prijatie vodíka a mohlo by naštartovať masívne súkromné investície do vodíkovej infraštruktúry na celom svete.

Technológia SOEC navyše prirodzene podporuje decentralizovaný model výroby. Keďže systém vyžaduje zdroj priemyselného odpadového tepla, najlogickejšie je ho umiestniť priamo v priemyselných parkoch vedľa oceliarní či rafinérií. Takéto umiestnenie umožňuje, aby sa vyrobený vodík okamžite spotreboval v tom istom priemyselnom procese, napríklad pri výrobe zelenej ocele, alebo na pohon miestnej flotily vozidiel.

Tým sa eliminujú značné náklady a energetické straty spojené s kompresiou, skvapalňovaním a prepravou vodíka na veľké vzdialenosti, čo ďalej zlepšuje celkovú ekonomiku a efektivitu systému. Ako uviedol Dr. Kim, táto technológia „bude hrať zásadnú úlohu pri dosahovaní uhlíkovej neutrality a pokroku v oblasti vodíkovej ekonomiky“.

Zdroj: thecooldown.com.

^{Zdroj Foto: depositphotos.com.}