Nέα τεχνολογία αποθήκευσης «φέρνει πιο κοντά την οικονομία του υδρογόνου»

Κρύσταλλοι του καταλύτη που επιτρέπει την εύκολη ανάκτηση του υδρογόνου από τη μεθανόλη (Πηγή Barbara Heller, LIKAT) 

Ένα βήμα προς την πολυπόθητη αξιοποίηση της ενέργειας από το υδρογόνο υποστηρίζει ότι έκανε μια ομάδα ερευνητών από τη Γερμανία. Οι επιστήμονες κατόρθωσαν να αναπτύξουν έναν καταλύτη ο οποίος ανακτά εύκολα και σε απλές συνθήκες το υδρογόνο από τη μεθανόλη, προσφέροντας μια λύση στο ακανθώδες πρόβλημα της αποθήκευσης και της μεταφοράς του «ασύλληπτου» αερίου.

Ενεργειακό όνειρο μετ’ εμποδίων

Το υδρογόνο αποτελεί ένα όνειρο δεκαετιών για την εξασφάλιση καθαρής, φθηνής και αστείρευτης ενέργειας. Έχει υψηλή ενεργειακή πυκνότητα και, όταν καίγεται, αφήνει πίσω του μόνο υδρατμούς. Ωστόσο η χρήση του ως πηγής ενέργειας στην πράξη παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα.
Κατ’ αρχάς δεν μπορεί να αντληθεί σε μεγάλες ποσότητες από τη φύση. Μπορεί να παραχθεί από το νερό, όμως για κάτι τέτοιο απαιτείται η χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Ως λύση σε αυτόν τον σκόπελο προτείνεται η χρήση ενέργειας από ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκά. Ένα δεύτερο σημαντικό πρόβλημα είναι το ότι, ακόμη και αν το αέριο παραχθεί σε πολύ μεγάλες ποσότητες, είναι πολύ δύσκολο να αποθηκευθεί και να μεταφερθεί. Η συμπίεση ή η υγροποίησή του είναι πολύ δύσκολες διαδικασίες και απαιτούν μεγάλες ποσότητες ενέργειας.
Για να υπερπηδηθούν αυτά τα εμπόδια οι ειδικοί μελετούν εδώ και αρκετό καιρό την «παγίδευσή» του μέσα σε κάποιο άλλο, στερεό ή υγρό υλικό. Και εδώ όμως τα πράγματα έχουν αποδειχθεί πολύπλοκα. Αν και πολλά υλικά έχουν εξεταστεί κανένα δεν φαίνεται να είναι κατάλληλο: άλλα δεν παγιδεύουν αρκετό υδρογόνο (και άρα δεν είναι χρήσιμες «αποθήκες») ενώ άλλα «δένονται» τόσο πολύ μαζί του ώστε η ενέργεια που απαιτείται για την ανάκτησή του καθιστά το όλο εγχείρημα ασύμφορο ή και μη πραγματοποιήσιμο.

Καταλύτης σε προβληματικό υλικό

Ένα τέτοιο προβληματικό υλικό, τη μεθανόλη, προσπάθησαν να βελτιώσουν οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Ροστόκ στη Γερμανία. Η μεθανόλη αποτελεί μια πολύ καλή «αποθήκη» του υδρογόνου (το παγιδεύει σε αναλογία 12,5% σε σχέση με το βάρος της), για να απελευθερώσει όμως το αέριο θα πρέπει να θερμανθεί στους 200 βαθμούς Κελσίου σε πίεση 26-50 φορές υψηλότερη από την ατμοσφαιρική.
Ο καταλύτης με βάση το ρουθένιο που ανακάλυψαν ο Ματίας Μπέλερ και οι συνεργάτες του φαίνεται να αλλάζει ριζικά αυτή τη διαδικασία, αφού με την προσθήκη του η μεθανόλη απελευθερώνει το υδρογόνο όταν θερμανθεί στους 65-90 βαθμούς Κελσίου και μάλιστα σε συνθήκες περιβάλλοντος – στη γήινη ατμοσφαιρική πίεση.
Η διαδικασία βρίσκεται βεβαίως ακόμη σε πολύ αρχικό στάδιο και πολλές πλευρές της παραμένουν «ανοιχτές». «Είναι δύσκολο να εκτιμήσουμε πόση ενέργεια θα εξοικονομηθεί» ανέφερε ο δρ Μπέλερ στο ειδησεογραφικό τμήμα της επιθεώρησης «Nature», όπου και δημοσιεύθηκε η σχετική μελέτη. Επίσης για να πραγματοποιηθεί η αντίδραση εκτός από τον καταλύτη χρησιμοποιείται και ένα ισχυρό αλκάλιο, παράγοντας μονοξείδιο του άνθρακα (οι ερευνητές θεωρούν ότι αν επιτύχουν την άμεση αποθήκευσή του αυτό θα μπορεί να ανακυκλώνεται για περαιτέρω παραγωγή υδρογόνου). Ο τομέας όπως που χρειάζεται περισσότερη δουλειά είναι το πέρασμα από το εργαστήριο σε μεγαλύτερη κλίμακα παραγωγής
Ο δρ Μπέλερ παραδέχεται ότι η διαδικασία που ανακάλυψαν ο ίδιος και οι συνεργάτες του απέχει ακόμη χρόνια από την εμπορική της εφαρμογή. Θεωρεί όμως ότι αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τη βιώσιμη χρήση του υδρογόνου ως πηγής ενέργειας.

Πηγή: Newsroom ΔΟΛ
http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature11891.html