Badaczki z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej PW opracowały technologię, która umożliwi powszechną i mniej kosztowną produkcję wodoru. Wykorzystały do tego disiarczek molibdenu produkowany w reaktorach zderzeniowych i nanomateriały węglowe.
Wodór ma być paliwem XXI w., jednym z kluczowych w transformacji energetycznej Unii Europejskiej. W 2050 r. zielony wodór, czyli pochodzący ze źródeł odnawialnych, ma odpowiadać za 24 proc. zapotrzebowania UE na energię. Naukowcy poszukują odpowiedniej metody na jego wytwarzanie.
Obiecująca hybryda
– Celem naszego projektu było wytworzenie czystego wodoru, ponieważ powstaje on z reakcji rozkładu wody. Jednocześnie chciałyśmy, żeby odbyło się to niskim kosztem – mówi dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka.
W wyniku procesu elektrolizy wody wytwarzane są wodór i tlen. Jako katalizator powszechnie wykorzystuje się platynę, która jest bardzo droga i coraz mniej dostępna. Naukowcy poszukują materiału, który mógłby ją zastąpić. W zespole badawczym Inżynierii Produktu na Wydziale Inżynierii Chemicznej i Procesowej PW zaproponowano połączenie disiarczku molibdenu i nanomateriałów węglowych. Wykazują one obiecujące właściwości elektro- i fotoelektrokatalityczne do rozdzielania wody.
Nowa technologia
– Temat wydzielania wodoru i stosowanych do tego katalizatorów na bazie disiarczku molibdenu jest znany. Istnieje wiele technik otrzymywania takich katalizatorów, ale nie można ich zastosować w większej skali, gdyż są zbyt kosztowne – tłumaczy mgr inż. Zuzanna Bojarska.
Ikona cytatu
– Dlatego docelowo nasze materiały będą produkowane w reaktorach zderzeniowych, co jest nowością – zaznacza mgr inż. Zuzanna Bojarska.
– Reaktory zderzeniowe pozwalają na produkcję materiałów o powtarzalnych właściwościach w sposób ciągły i kontrolowany. Przez swoją dość prostą konstrukcję są łatwo skalowalne i z powodzeniem mogą być zastosowane w przemyśle – dodaje.
Reaktory przypominają literę T. Zderzają się w nich dwa strumienie, dając dobre warunki mieszania, skąd trzecim kanałem odprowadzany jest produkt. Do reaktora wtłaczane są reagenty w postaci wodnego roztworu lub zawiesiny z nanomateriałami węglowymi, a w wyniku reakcji dochodzi do wytrącenia się disiarczku molibdenu na powierzchni węgla.
Trzej muszkieterowie
Syntezę disiarczku molibdenu w reaktorze zderzeniowym opracował prof. Łukasz Makowski wraz z zespołem. Mgr inż. Zuzanna Bojarska kontynuuje pracę nad materiałem w ramach doktoratu. Dr inż. Marta Mazurkiewcz-Pawlicka zajmuje się nanomateriałami węglowymi.
– Łączymy wszystkie nasze doświadczenia i kompetencje. Cieszę się, że tworzymy interdyscyplinarny zespół i jesteśmy w stanie opracować technologię wytwarzania nowych materiałów oraz znaleźć dla nich ciekawe zastosowanie – mówi dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka.
– Opracowujemy nowe materiały po to, żeby w przyszłości korzystać z czystej energii – podkreśla mgr inż. Zuzanna Bojarska. Ogniwa paliwowe wykorzystujące pozyskany w ten sposób wodór mogłyby stanowić źródło zasilania samochodów czy domów.
Fot. pw.edu.pl/ Od prawej: dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka i mgr inż. Zuzanna Bojarska przy ogniwie paliwowym
Polsko-tajwańska współpraca
Aby jeszcze bardziej obniżyć koszty produkcji wodoru, badaczki realizują kolejny projekt wraz z naukowcami z Tatung University w Tajpej. – Chcemy zwiększyć aktywność naszej hybrydy w zakresie promieniowania słonecznego poprzez dodanie nanocząstek półprzewodnikowych o właściwościach fotokatalitycznych – mówi dr inż. Marta Mazurkiewicz-Pawlicka. – Zastosowanie takich materiałów pozwoli na obniżenie kosztów technologicznych ze względu na użycie energii słonecznej – dodaje.
Projekt pt. „Nowoczesne materiały hybrydowe na bazie disiarczku molibdenu ze zwiększonymi właściwościami fotokatalicznymi do reakcji wydzielania wodoru”, który potrwa jeszcze co najmniej dwa lata, jest finansowany w ramach konkursu polsko-tajwańskiego organizowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.
Kończący się projekt „Nowoczesne hybrydowe katalizatory na bazie nanomateriałów węglowych i disiarczku molibdenu do reakcji wydzielania wodoru” był realizowany od 2020 r. Został sfinansowany ramach prowadzonego w PW programu „Inicjatywa doskonałości - uczelnia badawcza”. Znalazł się w gronie laureatów konkursu na granty badawcze „Technologie Materiałowe - 1” Centrum Badawczego POB Technologie Materiałowe.
Energetyka, OZE
Gospodarka odpadami, Recykling
Ekologia, Ochrona środowiska
E-transport, E-logistyka, E-mobilność
EkoDom, EkoBudownictwo
EkoRolnictwo, BioŻywność
Prawo, Administracja, Konsulting
Nexans finalizuje umowę serwisową z Equinor
Debaty eksperckie Polskiej Agencji Prasowej: Go green, be eco! Energetyka odnawialna i niskoemisyjna w Polsce
Rusza kolejna edycja wodorowego konkursu GOSPOSTRATEG w którym można zwyciężyć nawet 20 mln zł dofinansowania
Wiceprezes BOŚ: banki w Polsce są przygotowane do finansowania transformacji energetycznej
Vattenfall i BASF podpisują umowę sprzedaży udziałów niemieckich morskich farm wiatrowych Nordlicht 1 i 2
Darłowo ma apetyt na offshore wind
Ropa brent | 83,76 $ | baryłka | 1,33% | 11:11 |
Cyna | 23110,00 $ | tona | 0,64% | 29 lis |
Cynk | 2507,00 $ | tona | -0,87% | 29 lis |
Aluminium | 2177,00 $ | tona | 0,60% | 29 lis |
Pallad | 1021,53 $ | uncja | -1,54% | 11:10 |
Platyna | 936,30 $ | uncja | -0,31% | 11:11 |
Srebro | 25,06 $ | uncja | 0,08% | 11:11 |
Złoto | 2038,40 $ | uncja | -0,33% | 11:11 |