Toyotin pogled u budućnost: Do vodonika pomoću čarobnog štapića

Kako kažu u Toyoti, ovo partnerstvo ima za cilj da razvije uređaj koji apsorbuje vodenu paru i "deli" je na vodonik i kiseonik - direktno koristeći sunčevu energiju.

Zajednički ciljevi

U okviru projekta, DIFFER i Toyota istražuju inovativan način za direktnu proizvodnju vodonika iz vlažnog vazduha.

Motivacija za ovaj istraživački projekat je dvostruka: potrebna su nova održiva goriva kako bi se najpre smanjila naša zavisnost od fosilnih goriva, a drugo, da bi se smanjila emisija gasova sa efektom staklene bašte.

Jedno od tih održivih goriva je vodonik, koji može da se koristi za skladištenje obnovljive energije. Kada se vodonik kombinuje sa kiseonikom u gorivnoj ćeliji, oslobađa energija u obliku električne energije, sa čistom vodom kao jedinim nusproduktom.

U potrazi za rešenjima, Odeljenje za istraživanja naprednih materijala kompanije TME sastalo se sa DIFFER-ovom grupom "Katalitički i elektrohemijski procesi za energetske aplikacije", kojom rukovodi Mihalis Tsampas.

Ova grupa radila je na metodu "razdvajanja" vode u parnoj umesto u tekućoj fazi.

"Rad sa gasom umesto sa tečnostima ima nekoliko prednosti", objašnjava Tsampas.

"Tečnosti uvode neke tehničke probleme, kao što je neželjeno stvaranje mehurića. Štaviše, korišćenjem vode u gasnoj fazi umesto tečne, ne zahteva skupe instalacije za prečišćavanje vode. I na kraju, pošto koristimo samo vodu koja je prisutna u okolnom vazduhu, naša tehnologija je takođe primenjiva na udaljenim mestima gde nema vode u tečnom stanju."

Demonstrirani princip

Tokom 2018. godine DIFFER i TME su u zajedničkoj studiji izvodljivosti pokazali da zamišljeni princip zaista funkcioniše.

Istraživači su razvili novu foto-elektrohemijsku ćeliju u čvrstom stanju koja je bila u stanju da prvo "uhvati" vodu iz okolnog vazduha i onda generiše vodonik na sunčevom svetlu.

Toyotin pristup

"Pionir po prvoj masovno proizvedenoj limuzini na vodonik u svetu, Toyota takođe aktivno doprinosi pronalaženju načina za proizvodnju vodonika bez upotrebe fosilnih goriva", kaže Isotta Cerri, generalni direktor Odeljenja za istraživanje naprednih materijala.

"To se uklapa u projekat 'Toyota ekološki izazov 2050', koji za cilj ima nultu emisiju CO2 tokom čitavog životnog ciklusa naših vozila. Proizvodnja vodonika zasnovana na obnovljivim izvorima energije značajno pomaže u smanjenju emisije gasova sa efektom staklene bašte."

Unapređenje i povećanje

Toyota Mirai - serijski automobil sa pogonom na vodoniène gorivne æelije

U sledećoj fazi projekta, partneri nameravaju da postavku značajno poboljšaju.

"U našem prvom prototipu koristili smo fotoelektrode za koje se zna da su veoma stabilne. Ali, materijal koji se koristi apsorbuje samo ultraljubičastu (UV) svetlost, što čini manje od pet odsto ukupne sunčeve svetlosti koja dopire do Zemlje", objašnjava Tsampas

"Sledeći korak je primena najsavremenijih materijala i optimizacija sistema kako bi se povećali i unos vode i količina sunčeve svetlosti koja se apsorbuje."

Kada se ova prepreka prevaziđe, istraživanje će se pomeriti ka unapređenju tehnologije. Postojeće foto-elektrohemijske ćelije, koje su u stanju da proizvode vodonik, veoma su male, veličine oko kvadratnog centimetra.

Da bi postale ekonomski održive, njihova veličina mora da bude povećana za najmanje dva do tri puta.

"Još nismo postigli, ali se nadamo da će jednog dana ove vrste sistema moći da se koriste u privatnim kućama za napajanje energijom ili za napajanje automobila za svakodnevne potrebe", predviđa Tsampas.