Австралийские исследователи нашли способ, как объединить солнечную энергию и воду, собранную из воздуха, для производства зеленого водорода, и готовятся к испытанию топлива с нулевым уровнем выбросов в автомобилях на дорогах Сиднея.
Система производства зеленого водорода тестируется в экспериментальном масштабе на территории Института энергетики и ресурсов Университета Ньюкасла (NIER). Методика основана на другой технологии, разработанной Университетом Ньюкасла - Hydro Harvester.
Hydro Harvester - это атмосферный генератор воды, который поглощает воду из воздуха ночью с помощью силикагеля. В течение дня солнечная энергия используется для производства горячего влажного воздуха - чем горячее воздух, тем больше в нем воды, - который затем охлаждается, используя окружающий воздух в качестве радиатора для извлечения воды.
В конце прошлого года проект получил $330,000 от Фонда физических наук Нового Южного Уэльса на подготовку прототипа к коммерческим испытаниям и направлен на создание технологии, которая может быть использована в жилом, коммунальном или промышленном масштабе для производства воды по цене менее 5 центов за 1 куб. литр.
Команда разработчиков Hydro Harvester во главе с профессором Бехдадом Могтадери в первую очередь разработала этот способ для пострадавших от засухи развивающихся стран, но затем технология была использована при производстве зеленого водорода.
В этом случае собранная воздухом вода подается в электролизер, который, как объясняет научный сотрудник Университета Ньюкасла доктор Эндрю Мэддокс, использует солнечное электричество для разделения молекул воды на кислород и водород, а потом водород используется в топливных элементах.
Профессор Могтадери сказал, что пилотная установка в настоящее время производит один килограмм зеленого водорода в день, но в условиях промышленного масштаба система может производить тысячи килограммов в день.
Однако наиболее важно то, что эта технология демонстрирует ключевые преимущества с точки зрения стоимости и эффективности, и может быстро увеличить внутренние возможности Австралии по производству водорода.
Но самым большим преимуществом использования Hydro Harvester является то, что вода получается настолько чистой, что ее можно напрямую подавать в электролизер.
«Морская вода, сточные воды или даже водопроводная вода требуют нескольких этапов очистки для достижения уровня чистоты, необходимого для электролиза», - сказал профессор Могтадери. «Устраняя необходимость обработки, мы значительно снижаем затраты на производство водорода».
Профессор Могтадери говорит, что команда Uni Newcastle и ее отраслевые партнеры в настоящее время обсуждают с международным производителем автомобилей возможность демонстрации зеленого водорода на одном из предприятий в Сиднее.
«Мы рады протестировать первое в своем роде экологически чистое водородное топливо в автомобилях с водородным двигателем. Мы надеемся начать испытания к концу года», - сказал он.
«Водород является привлекательным топливом, потому что его единственным побочным продуктом после окисления (например, в топливном элементе или в двигателе внутреннего сгорания) является вода».
Команда Uni Newcastle также сотрудничает с Southern Green Gas в разработках способов сочетания зеленого водорода с диоксидом углерода (также извлекаемым из воздуха) в качестве «носителя» для транспортировки возобновляемого топлива.
Эта часть проекта, финансируемого ARENA, объединяет CO2 с зеленым водородом для получения возобновляемого метана. Это обеспечивает транспортировку по существующим газопроводам и универсальность; во время использования зеленый метан может быть преобразован обратно в водород или использован в качестве возобновляемой формы природного газа.
Технология зеленого метана будет продемонстрирована на газовом узле недалеко от Ромы в Квинсленде. Там будет производиться около 620 кг водорода в год, что составит 74 гигаджоулей метана, который затем можно будет закачать в существующую сеть магистральных газопроводов через газовую сеть Восточного побережья.
«Мы используем опыт и энергетическую инфраструктуру Southern Green Gas и их партнера APA Group для транспортировки зеленого метана по существующей инфраструктуре, что значительно ускорит внедрение этого варианта экологически чистой энергии. Мы ожидаем, что это будет реализовано к концу следующего года», - сказал профессор Могтадери.
В масштабах страны возобновляемый метан может стать существенным источником потребностей Австралии в природном газе, благодаря развитию возобновляемых технологий.