Solární reaktor produkuje zelený vodík
Vodíkové technologie jsou považovány za jednu z možností, jak snížit emise v dopravě i průmyslu, ovšem požadavek, aby tuto úlohu převzal tzv. zelený, tj. ekologicky čistý vodík, nastolil jeden zásadní problém: jeho výroba je nákladná a energeticky náročná.
Konvenční výroba vodíku vyžadující elektrolýzu spotřebovává také hodně energie. Výzkumníci z australské Organizace pro vědecký a průmyslový výzkum Commonwealthu (CSIRO) vyvinuli účinnou metodu výroby zeleného vodíku pro energeticky náročné průmyslové procesy s vysokými teplotami, jako je např. výroba oceli, železa a oxidu hlinitého. Zde může pomoci nahradit fosilní paliva ve spalovacích procesech a zároveň produkovat pouze vodní páru jako vedlejší produkt místo emisí CO2.
I když koncept s využitím koncentrovaného slunečního záření pomocí solárního reaktoru s paprskem směrovaným dolů byl poprvé vyvinut před lety, je to poprvé, co byl v Austrálii demonstrován.
Reaktor s paprskem směrovaným dolů (Beam-down) využívá pole zrcadel sledujících slunce, která odrážejí velké množství slunečního světla na vrchol centrální věže. Tato věž poté přesměruje koncentrované sluneční světlo, aby energie ohřívala solární reaktor, který obsahuje částice minerálního oxidu zvaného cer, což je měkký vnitřně přechodný kov šedé barvy ze skupiny lanthanoidů, resp. spíše jeho dopovanou verzi. Modifikace oxidu pomáhá zvýšit jeho schopnost absorbovat a uvolňovat kyslík a umožňuje mu to při nižší teplotě, než by tomu bylo jinak.
Reaktor je navržen tak, aby štěpil vodu na vodík a kyslík. Tomu napomáhá dopovaný katalyzátor ceru, který uvolňuje určité množství kyslíku. Když je oxid vystaven páře, absorbuje kyslík z vody a zanechává vodík.
Solární termochemický proces týmu CSIRO ukázal, že tento systém by mohl dosáhnout účinnosti solární energie na vodík vyšší než 20 %, což představuje výrazné zlepšení oproti stávajícím procesům, které dosahují zhruba 15 %. Dopovaný katalyzátor z oxidu ceřičitého lze navíc opakovaně použít.
Vědci nicméně poukazují, že je potřeba ještě udělat hodně práce a proces, který zatím ještě není připraven k nasazení v širokém měřítku, dále vylepšit. Prokázali také silnou reaktivitu za relativně mírných podmínek, kdy by se s dalším zdokonalením mohl vyrovnat elektrolýze jak ve výkonu, tak i v nákladech.
Petr Kostolník
Foto: CSIRO
59
