Nanomateriál zvyšuje ekologickou výrobu vodíku specifickou transformací alkoholů z biomasy
Nový fotokatalyzátor založený na méně prozkoumané krystalické formě oxidu titaničitého, který je schopen zvýšit ekologickou produkci vodíku procesem fotoreformování díky specifické přeměně alkoholů pocházejících z biomasy, vyvinul mezinárodní tým vědců z CATRIN Univerzity Palackého, Univerzity v Terstu, tamního výzkumného centra Elettra Sincrotrone a Istituto di Struttura della Materia-CNR (ISM-CNR). Výsledky zveřejnil prestižní časopis Chem Catalysis.
O vodíku se jako o palivu budoucnosti hovoří již desítky let. Jeho využití v palivových článcích například zajišťuje výrobu elektřiny bez emisí, na rozdíl od běžných sloučenin fosilního původu, jako jsou metan a benzín. Hlavní důvod pomalého rozvoje tzv. vodíkového hospodářství souvisí především s nízkou konkurenceschopností ceny vodíku vyráběného udržitelnými alternativními procesy, jako je elektrolýza vody nebo přímé štěpení vody s využitím slunečního záření. V posledních letech se však situace radikálně změnila díky všeobecnému povědomí a ambiciózním politikám udržitelného rozvoje, jako je evropská Zelená dohoda a Fond pro obnovu, které dávají rozhodující impuls k umožnění přechodu na udržitelnou energetiku.
“Mezi mnoha technologiemi výroby vodíku, jež mají konkurovat převládající technologii založené na tepelném reformování metanu, má prvořadý význam fotoreformování vody a alkoholů získaných z odpadní biomasy. Umožňuje větší produkci vodíku ve srovnání s tradičním štěpením vody a zároveň přeměnu odpadní chemické sloučeniny na produkty s přidanou hodnotou,” uvedl jeden z autorů článku Alberto Naldoni.
V článku v Chem Catalysis autoři ukázali, jak precizní atomové inženýrství defektů ve fotokatalyzátorech umožňuje zvýšenou oxidaci alkoholů z biomasy a současné zvýšení produkce zeleného vodíku z fotoreformačního procesu.
“Současná válka na Ukrajině a závislost Evropy na energetických zdrojích z Ruska jen ukazuje, že musíme urychleně najít další cesty k udržitelným palivům. Naše výsledky jednoznačně pomáhají při hledání nových možností. V naší práci totiž ukazujeme, že katalytické procesy, které využívají sluneční světlo k výrobě vodíku, mohou efektivně zužitkovat udržitelné a levné zdroje již začleněné do průmyslového výrobního cyklu, například chemikálie vyrobené z biomasy,” objasnil další z autorů Michal Otyepka.
Společná studie byla financována evropskými projekty DECADE a SUN2CHEM, Grantovou agenturou ČR (GAČR, čísla 20-17636S a 19-27454X) a Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy ČR (Evropský fond pro regionální rozvoj, číslo CZ. 02.1.01 / 0.0 / 0.0 / 15_003 / 0000416).