RTU zinātnieki izstrādā metodi drošai un efektīvai ūdeņraža ražošanai

Attīstoties tehnoloģijām, ir plašākas iespējas energoresursus nodrošināt klimatam draudzīgākā veidā, samazinot atkarību no fosiliem energoresursiem, taču to bremzē grūtības uzkrāt no atjaunojamajiem resursiem iegūto enerģiju. Rīgas Tehniskās universitātes (RTU) zinātnieki ir raduši veidu, kā ar augstu efektivitāti un drošā veidā ražot ūdeņradi, ko izmantot enerģijas menedžmentā.

Atjaunojamās enerģijas stacijām ir raksturīgas mainīgas slodzes, piemēram, stiprā vējā, saulainā laikā, pavasara palos enerģijas ražošanas jaudas ir lielas, tiek saražots pat vairāk, nekā iespējams patērēt, atlikums tiek pārdots tīklā. Savukārt laikā, kad ražošanas jaudas ir mazākas, enerģija ir jāiepērk, nereti pat ļoti dārgi.

Gūst gan vietēju, gan starptautisku atzinību

RTU Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Materiālu un virsmas tehnoloģiju institūta direktors un profesors Andris Šutka skaidro – lai regulētu patēriņa un ražošanas jaudu svārstības un padarītu atjaunojamo energoresursu enerģijas izmantošanu efektīvāku, veic enerģijas menedžmentu.

Viens no enerģijas menedžmenta veidiem – tās uzkrāšana. Enerģiju var uzkrāt baterijās, akumulatoros, bet to nav iespējams darīt ilgstoši. Otrs variants – izmantot elektrību, lai elektrolīzes procesā šķeltu ūdeni un ražotu ūdeņradi.

RTU Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Materiālu un virsmas tehnoloģiju institūta direktors un profesors Andris Šutka

Zinātnieku izstrādāto inovatīvo risinājumu Latvijas Zinātņu akadēmija atzina par vienu no 2022. gada sasniegumiem zinātnē. Tas publicēts arī starptautiskā zinātniskā žurnālā ar augstu ietekmes faktoru, apliecinot atklājuma novitāti un nozīmību.

Izstrādā inovatīvu amfotēro atsaistīto elektrolīzi

Jau šobrīd eksistē komerciāli ūdens elektrolīzeri, taču tie ir ļoti dārgi, kas kavē to plašu izmantošanu ūdeņraža ražošanā. Elektrolīzes procesā veidojas sprādzienbīstams gāzu maisījums, tāpēc gāzu atdalīšanai elektrolīzeros izmanto dārgas membrānas un spiedienu regulējošas ierīces, kas rada pretestību ūdens šķelšanas reakcijām un padara procesu mazāk efektīvu. Sadarbojoties RTU Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes zinātniekiem ar Latvijas Universitātes (LU) Ķīmijas fakultātes un LU Cietvielu fizikas institūta kolēģiem, izstrādāta inovatīva amfotērā atsaistītā elektrolīze.

Atsaistītā elektrolīzē gāzu izdalīšanās ir atdalīta telpā, nevis ar membrānu. Telpas ir savienotas ar elektrodiem un palīgelektrodiem. Zinātnieku attīstīto metodi veido divi cikli. A. Šutka skaidro, ka viens ir jonu akumulēšanas cikls – ūdeņradis un skābeklis izdalās ar mazu efektivitāti, bet palīgelektrodos akumulējas joni. Otrā ciklā ar nelielu enerģijas pievadi joni no palīgelektrodiem izdalās, ražojot ūdeņradi un skābekli ar efektivitāti līdz pat 200%.

Kad enerģijas ražošanas jauda ir liela, piemēram, saulainā dienā, joni uzkrājas palīgelektrodos. Kad enerģija ir dārga, ar nelielas enerģijas jaudas pievienošanu var sākt izdalīt augstas tīrības gāzes.

RTU Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Materiālu un virsmas tehnoloģiju institūta direktors un profesors Andris Šutka

Vairāk par šo metodi A. Šutka stāsta video: