Поможет ли эта новозеландская технология изменить климат?

Поделиться этой статьей

Напоминаем, этоПремиумстатья и требует подписки для чтения.

Зеленый водород становится все более объектом внимания в рамках «справедливого перехода» Новой Зеландии от нефти и газа, поскольку его можно создавать экологически устойчивым образом, используя возобновляемые источники энергии или биомассу. Фото / 123рф

Его рекламировали как экологически безопасный способ производства электроэнергии, двигателей и производства удобрений – и теперь недавно созданная дочерняя компания Kiwi представляет миру свою технологию зеленого водорода.

Источник чистой энергии стал все более объектом внимания в рамках «справедливого перехода» Новой Зеландии от нефти и газа, поскольку его можно создавать устойчиво, используя возобновляемые источники энергии или биомассу.

Хотя водород производится во всем мире, почти весь он представляет собой «коричневый» водород, полученный из угля и природного газа, который является источником сотен миллионов тонн выбросов CO₂ каждый год.

Но зеленый водород можно производить с помощью электролиза из возобновляемых источников энергии, оставляя при этом небольшой углеродный след.

Однако с этим обещанием возникают проблемы: а именно проблемы с цепочкой поставок, рост цен и нехватка минерального сырья, что затрудняет его доступность и доступность.

Это проблемы, которые стремились решить первый новозеландский стартап в сфере глубоких водородных технологий и первое дочернее предприятие GNS Science, принадлежащее Crown.

Менеджер по коммерческому и деловому партнерству GNS Шина Томас заявила, что, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2030 году прогнозируется, что спрос на экологически чистый водород почти удвоится и достигнет 180 мегатонн (Мт).

«Прямо сейчас ежегодно используется почти 100 млн тонн водорода, который производится из ископаемого топлива, поэтому это неотложная проблема, которую необходимо решить».

В основе новой компании, получившей название Bspkl и поддерживаемой инкубатором WNT Ventures, лежала разработанная на местном уровне технология, которая позволила производить достаточное количество электролизеров для удовлетворения спроса.

«Это открывает огромные возможности для декарбонизации ключевых отраслей, таких как авиация, судоходство и сталелитейная промышленность, которые чрезвычайно сложно электрифицировать».

Итак, как же работала новая технология?

Главный технический директор Bspkl д-р Жером Левенер объяснил, что почти весь водород в мире производится с помощью процесса, называемого крекингом метана, на который приходится около 2 процентов глобальных выбросов углерода.

«Водород играет действительно важную роль в обеспечении нашей повседневной жизни, но нам нужно найти способ сделать его чистым и устойчивым», — сказал Левенер, специалист по материалам, работающим с ионными пучками GNS.

С помощью электролиза водород можно получить из воды с использованием электричества – и этот процесс может быть полностью возобновляемым при подключении к источникам энергии, таким как солнечная, ветровая и геотермальная энергия.

Мы могли бы представить себе электролизеры как луковицу со множеством слоев деталей, сложенных вместе.

Один хорошо зарекомендовавший себя подход, называемый электролизом на протонообменной мембране (ПЭМ), основан на мембране, аноде и катоде.

«На аноде молекулы воды расщепляются на положительно заряженные ионы водорода, а атомы кислорода воссоединяются в молекулу O₂ — кислород, которым мы дышим», — сказал Левенер.

«Ионы водорода проходят через мембрану и соединяются с электронами на катоде, образуя газообразный водород».

Хотя электролизеры PEM были широко признаны наиболее эффективным способом экологически чистого производства водорода, их зависимость от редких и конечных элементов оставалась большим препятствием для масштабирования технологии.

Чтобы помочь преодолеть это препятствие, Bspkl предложила инновацию, изобретенную Левенером, — улучшенный тип компонента, критически важного для электролизеров PEM, называемый мембраной с каталитическим покрытием (CCM).

«Мембрана с обеих сторон покрыта тонким слоем частиц катализатора, обычно платины и иридия», — пояснил он.

«Частицы катализатора должны быть равномерно диспергированы и связаны с поверхностью протонообменной мембраны, что позволяет проводить эффективные и быстрые электрохимические реакции.

«Без катализатора электролизёру потребуется гораздо больше электроэнергии для производства водорода».