Η επίσημη δήλωση της Toyota δεν θα μπορούσε να ξεκινήσει πιο ουτοπικά: «Είναι σαν μαγικό: βάζουμε μια συγκεκριμένη συσκευή σε επαφή με τον αέρα, την εκθέτουμε στο φως του ήλιου και αρχίζει να παράγει καύσιμα δωρεάν».
Δωρεάν? Αρέσει?
Πρώτον, το καύσιμο στο οποίο αναφέρονται δεν είναι βενζίνη ή ντίζελ, αλλά υδρογόνο. Και όπως γνωρίζουμε, η Toyota είναι ένας από τους κύριους παίκτες σε αυτόν τον τομέα, αυτός των οχημάτων κυψελών καυσίμου ή κυψελών καυσίμου, που χρησιμοποιούν υδρογόνο για να παράγουν την ηλεκτρική ενέργεια που απαιτείται για να βάλουν το όχημα σε ταχύτητα.
Ένα από τα σημαντικότερα εμπόδια για την επέκταση αυτής της τεχνολογίας έγκειται ακριβώς στην παραγωγή υδρογόνου. Παρά το γεγονός ότι είναι το πιο άφθονο στοιχείο στο σύμπαν, δυστυχώς εμφανίζεται πάντα «κολλημένο» σε ένα άλλο στοιχείο - ένα κοινό παράδειγμα είναι το μόριο του νερού, το H2O - το οποίο απαιτεί περίπλοκες και δαπανηρές διαδικασίες για να διαχωριστεί και να αποθηκευτεί.
Και όπως θυμάται η Toyota, η παραγωγή υδρογόνου εξακολουθεί να χρησιμοποιεί ορυκτά καύσιμα, ένα σενάριο που η ιαπωνική μάρκα σκοπεύει να αλλάξει.
Σύμφωνα με δήλωση της Toyota Motor Europe (TME) πέτυχαν μια σημαντική τεχνολογική πρόοδο. Σε συνεργασία με το DIFFER (Ολλανδικό Ινστιτούτο για τη Θεμελιώδη Ενεργειακή Έρευνα) ανέπτυξε μια συσκευή ικανή να απορροφά τους υδρατμούς που υπάρχουν στον αέρα, διαχωρίζοντας απευθείας υδρογόνο και οξυγόνο χρησιμοποιώντας μόνο ηλιακή ενέργεια — επομένως παίρνουμε δωρεάν καύσιμα.
Υπάρχουν ουσιαστικά δύο λόγοι για αυτή την κοινή εξέλιξη. Πρώτον, χρειαζόμαστε νέα, βιώσιμα καύσιμα —όπως το υδρογόνο— που μπορούν να μειώσουν την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα. Δεύτερον, είναι απαραίτητο να μειωθούν οι εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Το τμήμα Advanced Materials Research του TME και η ομάδα Catalytic and Electromechanical Processes for Energy Applications της DIFFER, με επικεφαλής τον Μιχάλη Τσάμπα, συνεργάστηκαν για να επιτύχουν μια μέθοδο διαίρεσης του νερού στα συστατικά του στην αέρια (ατμό) φάση του και όχι στην πιο κοινή υγρή φάση. Τους λόγους ξεκαθαρίζει ο Μιχάλης Τσαμπάς:
Μιχάλης Τσάμπας, Καταλυτικές και Ηλεκτρομηχανικές Διεργασίες για Ενεργειακές Εφαρμογές από το DIFFERΗ εργασία με αέριο αντί για υγρό έχει πολλά πλεονεκτήματα. Τα υγρά έχουν κάποια προβλήματα, όπως ακούσια δημιουργία φυσαλίδων. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας το νερό στην αέρια φάση του και όχι στην υγρή του φάση, δεν χρειαζόμαστε δαπανηρές εγκαταστάσεις για τον καθαρισμό του νερού. Και τέλος, καθώς χρησιμοποιούμε μόνο νερό που υπάρχει στον αέρα γύρω μας, η τεχνολογία μας είναι εφαρμόσιμη σε απομακρυσμένες τοποθεσίες όπου δεν υπάρχει διαθέσιμο νερό.
Εγγραφείτε στο κανάλι μας στο Youtube
Το πρώτο πρωτότυπο
Οι TME και DIFFER απέδειξαν πώς λειτουργούσε η αρχή, αναπτύσσοντας ένα νέο φωτοηλεκτροχημικό στοιχείο στερεάς κατάστασης ικανό να συλλαμβάνει νερό από τον ατμοσφαιρικό αέρα, όπου, μετά την έκθεση στον ήλιο, άρχισε να παράγει υδρογόνο.
Αυτό το πρώτο πρωτότυπο κατάφερε να πετύχει ένα εντυπωσιακό 70% της απόδοσης που επιτυγχάνεται από μια αντίστοιχη συσκευή γεμάτη νερό — υποσχόμενος. Το σύστημα περιλαμβάνει πολυμερείς μεμβράνες ηλεκτρολυτών, πορώδη φωτοηλεκτρόδια και υδατοαπορροφητικά υλικά, συνδυασμένα σε μια συγκεκριμένη συσκευή με ενσωματωμένη μεμβράνη.
τα επόμενα βήματα
Το πολλά υποσχόμενο έργο, ενόψει των αποτελεσμάτων που έχουν ήδη επιτευχθεί, κατάφερε να διατεθούν κονδύλια από το Ταμείο PPS NWO ENW. Το επόμενο βήμα είναι η βελτίωση της συσκευής. Το πρώτο πρωτότυπο χρησιμοποίησε φωτοηλεκτρόδια που ήταν γνωστό ότι ήταν πολύ σταθερά, αλλά είχε τους περιορισμούς του, όπως λέει ο Τσάμπας: «…το υλικό που χρησιμοποιήθηκε απορρόφησε μόνο το υπεριώδες φως, το οποίο αποτελεί λιγότερο από το 5% του συνόλου του ηλιακού φωτός που φτάνει στη Γη. Το επόμενο βήμα είναι η εφαρμογή υλικών αιχμής και η βελτιστοποίηση της αρχιτεκτονικής για την αύξηση της απορρόφησης του νερού και του ηλιακού φωτός.»
Αφού ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, μπορεί να είναι δυνατή η κλιμάκωση της τεχνολογίας. Τα φωτοηλεκτροχημικά κύτταρα που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή υδρογόνου είναι πολύ μικρά (περίπου 1 cm2). Για να είναι οικονομικά βιώσιμα πρέπει να αυξηθούν τουλάχιστον δύο έως τρεις τάξεις μεγέθους (100 έως 1000 φορές μεγαλύτερη).
Σύμφωνα με τον Τσάμπα, παρόλο που δεν έχει φτάσει ακόμη εκεί, ελπίζει ότι αυτού του είδους το σύστημα στο μέλλον μπορεί να χρησιμεύσει όχι μόνο για τη μετακίνηση αυτοκινήτων, αλλά και για την τροφοδοσία κατοικιών.