Wodór z powietrza – projekt badawczy Toyoty i instytutu DIFFER

person Adrian Januszkiewicz 14/02/2019

Toyota pracuje nad urządzeniem, które w kontakcie z powietrzem, pod wpływem światła słonecznego produkuje wodór – bez żadnych kosztów.

Pomysł ten stanowi punkt wyjścia do badań naukowych, prowadzonych wspólnie przez Toyota Motor Europe oraz Dutch Institute for Fundamental Energy Research (DIFFER).

 

Wspólny projekt badawczy Toyoty i DIFFER o nazwie LIFT (Launchpad for Innovative Future Technology) otrzymał grant z publiczno-prywatnego funduszu NWO ENW PPS2. Celem projektu jest opracowanie urządzenia, które będzie absorbować parę wodną i wyodrębniać z niej wodór oraz tlen przy użyciu energii słonecznej.

Podstawowe cele – prosta i tania produkcja wodoru

Naukowcy z DIFFER i Toyoty poszukują innowacyjnych metod bezpośredniej produkcji wodoru z wilgotnego powietrza. Głównym celem tych badań jest ograniczenie zależności od paliw kopalnych oraz obniżenie emisji gazów cieplarnianych. Wodór to ekologiczne paliwo do różnego rodzaju pojazdów, które można traktować jako wygodny magazyn energii odnawialnej. Wodór w reakcji z tlenem w ogniwach paliwowych uwalnia energię elektryczną, a jedynym produktem ubocznym tego procesu jest para wodna.

Badania prowadzą specjaliści z ośrodka rozwojowego Advanced Material Research przy Toyota Motor Europe wspólnie z zespołem Catalytic and Electrochemical Processes for Energy Applications w instytucie DIFFER, którego szefem jest dr Mihalis Tsampas. Najważniejszą innowacją w projekcie jest wyodrębnianie wodoru z pary wodnej zamiast wody w stanie ciekłym, która to metoda jest szeroko stosowana na świecie.

Zajmowanie się wodą w stanie gazowym zamiast ciekłego ma wiele zalet. Ciecze powodują pewne problemy techniczne, takie jak niepożądane tworzenie się pęcherzyków. Co więcej, dzięki zastosowaniu pary wodnej, nie potrzebujemy kosztownych instalacji do oczyszczania wody. A dzięki temu, że korzystamy z wilgoci występującej w otaczającym powietrzu, nasza technologia może służyć także w oddalonych miejscach, gdzie nie ma dostępu do wody. dr Mihalis Tsampas

Studium wykonalności

W ubiegłym roku DIFFER i Toyota Motor Europe przeprowadziły studium wykonalności, które udowodniło, że pomysł ma szansę się udać. Badacze opracowali nowatorskie ogniwo fotoelektrochemiczne w stanie stałym, które wychwytuje wilgoć z powietrza i pod wpływem światła słonecznego produkuje wodór. Pierwszy prototyp osiągnął imponującą, 70-procentową efektywność w stosunku do porównywalnego urządzenia produkującego wodór z wody w stanie ciekłym. System składa się z siatki z elektrolitu polimerowego, porowatych fotoelektrod i materiałów absorbujących wilgoć, połączonych w specjalnie opracowanych urządzeniach ze zintegrowaną siatką.

Kolejny etap – wydajność i skalowalność

Następnym etapem projektu będzie udoskonalenie urządzenia.

W naszym pierwszym prototypie zastosowaliśmy fotoelektrody, które są bardzo stabilne. Jednak użyty w nich materiał pochłania tylko promieniowanie UV, które stanowi mniej niż 5% całego promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi. Następnym krokiem będą eksperymenty z użyciem najbardziej zaawansowanych materiałów, aby zoptymalizować architekturę systemu pod względem ilości pochłanianej pary wodnej oraz promieniowania słonecznego. dr Mihalis Tsampas

 

Kiedy uda się rozwiązać te zagadnienia, zespół skoncentruje się na kwestii skalowania nowej technologii. Obecnie ogniwa fotolektrochemiczne produkujące wodór są bardzo małe – o wielkości około centymetra kwadratowego. Aby rozwiązanie to stało się opłacalne, ogniwa muszą osiągnąć rozmiary większe przynajmniej o dwa czy trzy rzędy wielkości.

Przed nami jeszcze wiele pracy, ale mamy nadzieję, że w przyszłości tego rodzaju systemy będą używane w prywatnych gospodarstwach do zasilania domu i tankowania samochodu. dr Mihalis Tsampas

Toyota pionierem technologii wodorowych

Toyota rozpoczęła prace badawcze nad technologią wodorowych ogniw paliwowych w 1992 roku, zaś pierwszy prototyp został zaprezentowany w Osace w 1996 roku. Toyota Mirai, pierwszy samochód na ogniwa paliwowe marki, zadebiutował na rynku w 2014 roku.

Jako pionier technologii wodorowych i producent pierwszego masowo produkowanego sedana na ogniwa paliwowe, Toyota wciąż poszukuje nowych metod produkcji wodoru bez użycia paliw kopalnych. Nasze zaangażowanie w technologie wodorowe wpisuje się w program Toyota Environmental Challenge 2050, którego jednym z 6 celów jest wyeliminowanie emisji CO2 z całego cyklu życia samochodów produkowanych przez Toyotę. Produkcja wodoru oparta na odnawialnych źródłach energii pomoże znacząco ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Tego rodzaju badania podstawowe przybliżają nas do wdrożenia gospodarki wodorowej. Zmierzają bowiem do opracowania przystępnych i łatwych w użyciu zastosowań wodoru. Isotta Cerri główna dyrektor Advanced Material Research, TME

Instytut DIFFER

Dutch Institute for Fundamental Energy Research to jeden z dziewięciu instytutów badawczych Netherlands Organisation for Scientific Research, narodowego funduszu naukowego Holandii, podlegającego bezpośrednio Ministerstwu Edukacji, Kultury i Nauki. Instytut prowadzi interdyscyplinarne badania nad materiałami, procesami i systemami do budowy globalnej infrastruktury energii odnawialnej.

 

Źródło: Toyota

Zobacz podobne

Szanowny Czytelniku

Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (ogólne rozporządzenie o ochronie danych) informujemy Cię o przetwarzaniu Twoich danych.

Administratorem danych jest Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28. Chodzi o dane, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług, w tym stron internetowych, newsletterów i innych funkcjonalności udostępnianych przez Proautomotive Sp. z o.o., głównie zapisanych w plikach cookies i innych identyfikatorach internetowych, które są instalowane na naszych stronach przez nas oraz naszych zaufanych partnerów. Gromadzone dane są wykorzystywane wyłącznie w celach: świadczenia usług drogą elektroniczną wykrywania nadużyć w usługach pomiarów statystycznych i udoskonalenia usług

Osoba, której dane dotyczą, ma prawo dostępu do danych, sprostowania i usunięcia danych, ograniczenia ich przetwarzania. Osoba może też wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych. Wszelkie zgłoszenia dotyczące ochrony danych osobowych prosimy kierować na adres biuro@motofaktor.pl lub pisemnie na adres Proautomotive Sp. z o.o., 39 - 200 Dębica, ul. Kolejowa 28 z dopiskiem "ochrona danych osobowych".

Więcej o zasadach przetwarzania danych osobowych i przysługujących Użytkownikowi prawach znajduje się w Polityce prywatności.

Zapisz się na newsletter główny

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl
 

To był tydzień!

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl
 

Strefa Ciężka

Chcę otrzymywać wiadomości e-mail (W każdej chwili możesz zrezygnować z subskrybcji).

FreshMail.pl