Koreański Instytut Maszyn i Materiałów (KIMM) opracował innowacyjną technologię produkcji zielonego wodoru, wykorzystującą wyłącznie energię słoneczną. Nowa metoda tworzenia cienkowarstwowych fotoelektrod z tlenku bizmutowo-wanadowego (BiVO₄) znacząco zwiększa wydajność i obniża koszty, otwierając drogę do masowej produkcji ekologicznego paliwa.
Naukowcy z Koreańskiego Instytutu Maszyn i Materiałów (KIMM) dokonali przełomu w produkcji zielonego wodoru, opracowując nową technologię opartą na fotoelektrochemicznym rozszczepianiu wody przy użyciu światła słonecznego. Jak podaje portal Globenergia, zespół badawczy pod kierownictwem dr Jihye Lee stworzył metodę wytwarzania cienkowarstwowych fotoelektrod z tlenku bizmutowo-wanadowego (BiVO₄), która pozwala na bardziej efektywną i tańszą produkcję wodoru.
– To badanie stanowi przełom w zakresie efektywności produkcji i wytwarzania fotoelektrod wielkopowierzchniowych dzięki opracowaniu roztworu prekursora BiVO4 o wysokim stężeniu. Oczekujemy, że przyczyni się do przyspieszenia przejścia na zrównoważoną energię i komercjalizacji produkcji zielonego wodoru – podkreśla dr Jihye Lee.
Nowa technologia wykorzystuje roztwór prekursorowy o wysokim stężeniu (powyżej 100 mM), który umożliwia formowanie jednorodnej i wysoce wydajnej warstwy fotoaktywnej. Fotoelektrody BiVO₄, uznawane za jeden z kluczowych materiałów w procesie fotoelektrochemicznego rozszczepiania wody, przekształcają energię słoneczną w energię chemiczną, produkując wodór i tlen z wody bez emisji gazów cieplarnianych.
Możliwa komercjalizacja pomysłu
Eksperymenty przeprowadzone przez KIMM potwierdziły skuteczność technologii w warunkach rzeczywistych, co otwiera drzwi do jej komercjalizacji. Wyniki badań zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Journal of Materials Chemistry A (Impact Factor 10.7), a technologia została objęta ochroną patentową w Korei Południowej oraz w ramach międzynarodowej procedury PCT.
Projekt KIMM wpisuje się w globalny trend rozwoju zielonego wodoru, postrzeganego jako kluczowy nośnik energii w transformacji energetycznej. Wodór produkowany w procesie elektrolizy zasilanej energią odnawialną, taką jak energia słoneczna, jest zeroemisyjny, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla sektorów takich jak transport, przemysł czy energetyka. W porównaniu do tradycyjnego wodoru szarego, produkowanego z gazu ziemnego w procesie reformingu parowego, zielony wodór nie generuje emisji CO2, choć jego produkcja jest obecnie droższa – szacunkowo 25–30 USD/kg w porównaniu do 1–3 USD/kg dla wodoru szarego. Korea Południowa dąży do obniżenia tych kosztów poprzez innowacje, takie jak ta opracowana przez KIMM.
Technologia KIMM ma potencjał, by znacząco wpłynąć na ekonomikę produkcji wodoru. Tradycyjne metody fotoelektrochemiczne były ograniczone przez niską wydajność i wysokie koszty materiałów. Nowy proces, oparty na pojedynczym etapie wirowania, redukuje zużycie energii i czas potrzebny na wytwarzanie fotoelektrod, co obniża koszty operacyjne (OPEX). Według szacunków europejskich naukowców cytowanych przez PV-Magazine, koszty produkcji zielonego wodoru z energii słonecznej mogą spaść do 0,02–0,05 EUR/kWh do 2030 roku, a do 0,01–0,027 EUR/kWh do 2050 roku, co czyni takie rozwiązania coraz bardziej konkurencyjnymi.
Źródło: KIMM, Globenergia
