Výroba vodíku bude levnější

Dosavadní výroba vodíku z vody je drahá a jedním z hlavních důvodů tohoto faktu je, že při výrobě musejí pracovat i drahé katalyzátory vyrobené ze vzácných kovů. Poslední výzkumy ale naznačují, že výhledově bude možné pro výrobu vodíku použít mnohem běžnější, a tedy i levnější prvky.

Pokud se v současné době vyrábí vodík ze slunečního svitu a vody, pak se většinou jedná jen o malé množství vodíku a výroba bývá dvoufázová a drahá. Pomocí fotoelektrických solárních článků se nejdřív vyrobí elektrická energie a ta se pak použije pro rozklad vody na vodík a kyslík. K tomu zpravidla dochází cestou běžné a nákladné elektrolýzy. Vědci se však v současné době snaží zvládnout i přímou, tedy jednofázovou konverzi sluneční energie na vodík. Té se říká "umělá fotosyntéza".

Se zajímavou inovací nedávno přišli vědci z Technické univerzity v Dánsku, kteří tuto umělou fotosyntézu realizují s pomocí zařízení, kterému říkají "chemický sluneční článek". Tento článek je ponořen do vody a když na něj dopadá sluneční svit, uvolňují se z něj bublinky vodíku (VIDEO).

Uvnitř článku najdete obrovské množství malých mikrosloupků vyrobených z křemíku. Horní polovina mikrosloupku je fotoanodou, která pohlcuje tzv. modrou část spektra slunečního světla, a jeho dolní polovina je naopak fotokatodou, která pohlcuje fotony delší vlnové délky, tedy v oblasti červeného světla. Absorpce modrého světla vyvolá ve vodním prostředí vznik odděleného kyslíku a protonů. Protony poté proniknou membránou, do které jsou tyto sloupky ponořeny, a dostanou se k fotokatodě. Zde se vlivem absorpce červeného světla a za účasti katalyzátoru proton doplní elektronem na kompletní atom vodíku.

Místo drahé platiny v tomto článku u fotokatody pracují jako katalyzátor molekulární shluky molybdenu a síry neboli sulfid molybdenu. V přírodě se tato látka vyskytuje např. ve formě minerálu zvaného molybdenit. Efektivita procesu je dostatečná a pro výrobu vodíku se využije asi jedna desetina sluneční energie. Při hledání vhodného katalyzátoru vědci zkoumali některé mikroorganismy, které umějí produkovat vodík přirozeně a zejména zkoumali jejich enzymy.

Pokud by se tento způsob výroby vodíku osvědčil ve velkém měřítku, stal by se z něj v podstatě zcela obnovitelný zdroj energie bez větších nároků na suroviny.