Fréttir 03. janúar 2019

Ný uppgötvun í vetnistækni sögð geta umbylt bílaiðnaðinum

Hörður Kristjánsson
Tvær stofnanir í Ísrael hafa nú tekið upp samvinnu við að finna betri lausn á notkun vetnis sem orkugjafa í ökutæki en hingað til hefur verið mögulegt. Er sú lausn talin muni verða lykillinn að því að maðurinn verði ekki lengur háður notkun  jarðefnaeldsneytis.
 
Samkvæmt því sem fram kemur á vefsíðu EdgyLabs þá eru ísraelsku stofnanirnar sem koma að þessu verkefni Technion Israel Institute of Technology og Ben Gurion-háskóli í Negev (BGU). Hafa þessar stofnanir nú tekið saman höndum um tækninýjung sem vísindamenn þar á bæ telja að muni valda straumhvörfum í nýtingu á vetni. Hafa þeir þegar birt fræðigrein um málið í Nature Communication sem ber heitið „Two-site H2O2 photo-oxidation on haematite photoanodes“ (https://www.nature.com/articles/s41467-018-06141-0).
 
Ólíkt fyrri aðferðum við að umbreyta vetni í raforku í gegnum efnarafal, þá byggir þessi á að nýta sólarljósið og að nýta aðra efnafræði til að framkalla skilvirkari aðferð við efnahvarf vetnisins. Fyrri aðferð við að umbreyta vetni í raforku er svonefnd Exeter aðferð sem styðst við notkun á „lanthanum iron oxide“ upplausn í efnarafalinn en ísraelsku stofnanirnar segjast nota „heildrænni“ eða víðtækari nálgun. Þeirra hugmynd er að líkja meira eftir þeim efnahvörfum sem verða í sólorkustöðvum. Telja þeir sig þannig vera að taka í gagnið þann týnda hlekk sem vantar til að framleiða raforku með skilvirkum hætti úr sólarljósinu. Þannig verði til náttúrulegri aðferð við að framleiða raforkuna sem er öfugt við  fyrri manngerðar lausnir sem mjög eru háðar notkun á málmum.
 
Kljúfa vatn með nýrri aðferð
 
Til að finna lausnina byrjuðu vísindamennirnir alveg frá grunni við að kljúfa vatn í vetni og súrefni. Við slíka klofnun verða til tvo vetnisatóm á móti hverju einu súrefnisatómi. Vísindamennirnir skoðuðu þá hvað gerðist ef tvö vetnisatóm og tvo súrefnisatóm væri látin oxíderast með ljós-efnafræðilegu inngripi (photo-chemical).  Þannig sneru vísindamennirnir tækninni til að framleiða vetni á haus. Reyndar hefur lengi verið talað um að ef hægt væri að finna ódýra leið til að framleiða vetni með „photovoltic“ efnahvörfum þá yrði losun koltvísýrings (CO2) ekki lengur vandamál. 
 
Sagður stór vinningur fyrir bílaframleiðendur
 
Að kljúfa vatn með Photoelectro­chemical (PEC) aðferð er frábær lausn til að framleiða vetni að mati vísindamannanna. Telja þeir að þetta geti orðið stóri vinningurinn fyrir bílaframleiðendur.  
 
Kostur vetnisknúinna bíla er að frá þeim stafar engin koltvísýringsmengun, aðeins vatn. Þeir standast allar ströngustu kröfur sem t.d. Kaliforníuríki gerir til ökutækja og það er fljótlegt að setja á þá eldsneytið, ólíkt hleðslu á rafbílum.
 
Toyota veðjar enn á vetnið
 
Bílaframleiðandinn Toyota hefur haldið fast við þá hugmyndafræði að vetnisknúnir bílar séu framtíðarlausnin. Hafa þeir þar m.a. boðið upp á Toyota Mirai vetnisbílinn. Á síðasta ári tilkynnti Toyota að fyrirtækið hygðist koma upp algjörlega endurnýjanlegri verksmiðju sem byggði á notkun vetnis. Þá hefur olíurisinn Shell gengið til liðs við Toyota í þessu verkefni ásamt fjármagni frá Kaliforníuríki. 
 
Hægt er að vinna vetni á ýmsan hátt úr vatni, plöntum, skít og t.d. metangasi sem stígur upp úr ruslahaugum. Um þetta má meðal annars fræðast á heimasíðu Toyota um Mirai bílinn.