Vodík v posledních letech přitahuje pozornost jako zajímavý zdroj čisté energie. Hoří, aniž by zanechával emise poškozující klima – při jeho spalování vzniká voda.

Na Zemi je přitom hojný, vyskytuje se zejména v podobě vody. Jeho zásoby jsou fakticky nevyčerpatelné.  

Nejlehčí a nejjednodušší plynný prvek je ale pokládán nejen za perspektivní zdroj energie. Počítá se s ním také k ukládání energie ze slunečních a větrných elektráren, jejichž výkon není stabilní a závisí na proměnlivém počasí.

Vodík ve vyprahlé buši

Problém je však v tom, že tradiční technologie výroby vodíku elektrolýzou mají značnou uhlíkovou stopu a čistší technologie jsou drahé a technicky složité. Současné oddělování vodíku z vody vyžaduje komplikovanou a nákladnou technologii.

Experti z univerzit v australském Melbourne a anglickém Manchesteru teď ale vyvinuli pozoruhodný přístroj – dvouelektrodový katalyzátor, který dokáže sbírat vodík elektrolýzou ze vzduchu metodou DAE(direct air electrolysis, přímá elektrolýza vzduchu) – a to i ze vzduchu o nízké vlhkosti.

„V této práci ukazujeme, že vlhkost ve vzduchu může být přímo použita k výrobě vodíku prostřednictvím elektrolýzy, a to díky její univerzální dostupnosti a přirozené nevyčerpatelnosti,“ píší výzkumníci ve studii publikované v odborném žurnálu Nature Communications.

Prototyp jejich elektrolyzéru pohání elektřina z obnovitelných zdrojů, která rozkládá vodu na vodík a kyslík.

Elektrody jsou umístěny na obou stranách jednotky pro jímání vody, Tato jednotka je z houbovitého materiálu, napuštěného hygroskopickým iontovým roztokem, který funguje jako zásobník elektrolytu. Probíhá v ní vlastní elektrolýza.

Schéma modulu DAE s jednotkou pro jímání vody vyrobenou z porézního materiálu napuštěného hygroskopickým iontovým roztokem. Zařízení je poháněno elektřinou z obnovitelných zdrojů, která štěpí vodu na jednotlivé prvky, na vodík a kyslík. | zdroj: Kredit-Dep. of Chemical Engineering/The University of Melbourne

Obě elektrody jsou izolovány od vzduchu, vodík a kyslík tedy mohou být shromažďovány jako čisté plyny, jakmile se oddělí.

„Tento modul přímé elektrolýzy vzduchu (DAE) může pracovat v suchém prostředí s relativní vlhkostí pouhá čtyři procenta, dokáže překonávat problémy s dodávkou vody a vyrábět zelený vodík udržitelně s minimálním dopadem na životní prostředí,“ upozorňují výzkumníci ve studii.

Jejich zařízení by se mohlo jednou uplatnit ve vyprahlém australském vnitrozemí.

Výzkumníci ve studii informují, že jeden z prototypů dokázal nepřetržitě pracovat 12 dnů. Upozorňují však, že zařízení je teprve ve formě prototypu a je nutné ho dále upravovat. Při jeho dalším vývoji se ještě budou muset vypořádat s mnoha úskalími.