Naukowcy ze Szczecina opracowali elektrolizer do produkcji wodoru
Specjaliści z Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego (ZUT) w Szczecinie opracowali innowacyjny elektrolizer do produkcji wodoru, wykorzystujący odpady chemiczne. Urządzenie, nazwane ZUT-olizerem, powstało dzięki współpracy badaczy z Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej oraz Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki.
Elektrolizery dostępne na rynku wykorzystują elektrokatalizatory zawierające materiały krytyczne, takie jak platyna, których zasoby są ograniczone i kosztowne. Zespół naukowców ze Szczecina znalazł alternatywne rozwiązanie, zastępując platynę solami żelaza pochodzącymi z odpadów poprodukcyjnych, m.in. z zakładów chemicznych w Policach. Po odpowiedniej obróbce i modyfikacji odpady te wykazują wysoką wydajność jako elektrokatalizatory.
„Dzięki interdyscyplinarnemu podejściu zaprojektowaliśmy wytrzymałą konstrukcję, a jako katalizatory wykorzystaliśmy materiały odpadowe. Otrzymaliśmy wyższą efektywność niż komercyjne rozwiązania oparte na platynie, irydzie czy rutenie” – powiedziała Polskiej Agencji Prasowej inicjatorka badań prof. dr hab. inż. Ewa Mijowska, kierownik katedry fizykochemii i nanomateriałów na WTiICh.
Badania nad urządzeniem trwały kilka lat. Prototyp został opracowany we współpracy z Laboratorium Technik Wodorowych ZUT. Naukowcy zajmowali się zarówno stroną materiałową, jak i mechaniczną projektu, co obejmowało budowę oprzyrządowania, układu zasilania wodą, systemu nadzoru temperatury oraz pomiarów ilości wytwarzanego tlenu i wodoru. Kluczowym celem było zwiększenie efektywności elektrolizera.
„Stworzyliśmy techniczne wsparcie do przejścia ze skali mikroelektrolizera do prototypu w wersji laboratoryjnej. Możemy z niego zrobić elektrolizer w pełni do zastosowań komercyjnych” – powiedział PAP prof. dr hab. inż. Piotr Pawełko, kierownik katedry mechatroniki na WIMiM ZUT.
ZUT-olizer osiągnął wydajność porównywalną z komercyjnymi urządzeniami. W odpowiednich warunkach temperaturowych wytwarza 0,6 litra wodoru na minutę. Do działania potrzebuje standardowego zasilania elektrycznego o mocy do 3 kW. Efektywność produkcji wodoru zależy od ilości dostarczonej energii elektrycznej. Z tego względu naukowcy podkreślają możliwość integracji ZUT-olizera z odnawialnymi źródłami energii (OZE), co pozwoli na bardziej efektywne wykorzystanie lokalnych zasobów energetycznych.
Urządzenie jest gotowe do etapu wdrożeniowego. Profesor Mijowska, kierująca badaniami, podkreśla, że osiągnięcie tego etapu zajęło jedynie kilka lat, podczas gdy proces rozdzielania wody na wodór i tlen jest zagadnieniem badanym od dwóch stuleci. Dalszy rozwój technologii może przyczynić się do zwiększenia dostępności i opłacalności produkcji wodoru, co stanowi istotny krok w kierunku ekologicznych źródeł energii.
„Łatwo jest połączyć nasz elektrolizer z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak fotowoltaika czy turbiny wiatrowe, aby ten elektrolizer był w stu procentach ekologiczny. Żeby nie generować przy tym żadnych szkodliwych gazów” - podsumowała dr inż. Klaudia Maślana z katedry fizykochemii i nanomateriałów.