Vodík, uložený ve čpavku

Vodík je často považován za velmi efektivní a ekologicky čistý zdroj energie. Jeho širšímu využití však brání problémy spojené s jeho vyšší cenou a se složitým zajištěním bezpečnosti při jeho skladování a distribuci. Vodík je totiž velmi hořlavé a výbušné palivo a pro řadu účelů je třeba ho uchovávat a distribuovat v hluboce podchlazené či vysoce stlačené kapalné formě. Případná čistě vodíková infrastruktura by pak byla velmi složitá a drahá. Vědci z britské Rady vědeckých a technologických zařízení (Science and Technology Facilities Council, STFC) však navrhli metodu, díky níž lze vytvořit paralelní rovnocennou infrastrukturu pomocí skladování a distribuce čpavku.

Takzvaným krakováním lze čpavek (amoniak, NH3) rozložit na jednotlivé složky – na atomy dusíku a trojnásobný počet atomů vodíku. Existuje řada katalyzátorů, které tuto úlohu zvládnou, ty nejlepší z nich jsou však velmi vzácné a drahé kovy (například ruthenium). Nová metoda britských chemiků však místo katalyzátoru volí cestu dvou speciálních souběžných chemických procesů. V nich hraje hlavní roli regenerační koloběh sloučeniny zvané amid sodný (NaNH2), která je mnohem levnější než drahé kovové katalyzátory. Tato sloučenina se v průběhu krakování nejdříve sama rozloží na sodík, dusík a vodík, následně sodík znovu zareaguje s čpavkem za vzniku amidu sodného a tak stále dokola. Britští vědci vyvinuli odpovídající chemický reaktor, který může levně a kdekoliv na požádání vyrábět vodík ze čpavku. Reaktor o objemu dvou litrů může přitom zabezpečit produkci vodíku dostačující pro spotřebu rodinného automobilu střední třídy.

Ukládání vodíku do čpavku|foto: STFC

Čpavek lze snadno skladovat a převážet za nízkých tlaků například v nádržích z umělé hmoty, včetně palivových nádrží v dopravních prostředcích. Celá potřebná infrastruktura je velmi podobná té, která slouží ke skladování a distribuci zkapalněného ropného plynu (LPG), tedy propan-butanu. Čpavek je přitom jednou ze základních komodit současného chemického průmyslu na celém světě. Není výbušný, jeho zápornou stránkou je ovšem toxicita.

Zdroje: Phys.Org, Journal of the American Chemical Society, Amid Sodný (Wikipedia CS), Ars Technica