Vysokofrekvenční zvukové vlny umožňují díky nové technice elektrolýzy produkovat 14x více vodíku

Datum 18.12.2022

Doktorandka Yemima Ehrnstová drží v ruce akustické zařízení, které výzkumný tým použil ke zvýšení výroby vodíku elektrolýzou při štěpení vody. Foto: RMIT University

Výzkumníci z RMIT tvrdí, že díky nové technice elektrolýzy podpořené zvukovými vlnami se jim podařilo dosáhnout levnější a energeticky účinnější výroby ekologického vodíku. Díky těmto vysokofrekvenčním vibracím produkuje standardní elektrolýza 14x více vodíku.

Tam, kde baterie nemohou přenášet dostatek energie nebo jejich nabíjení trvá příliš dlouho, se zelený vodík stává důležitým palivem s nulovými emisemi, které přenáší vyšší hustotu elektronů a podporuje rychlé doplňování paliva. Zelený vodík se vytváří elektrolýzou; štěpením molekul vody na vodík a kyslík s využitím obnovitelné energie, která přitahuje každý plyn k jiné elektrodě.

Proč tedy tento proces funguje mnohem lépe, když tým RMIT pouští zvukovou vlnu o frekvenci 10 MHz? Za prvé, vibrace vody mají za následek rychlější pohyb molekul vody, které jsou nejblíže elektrodám, a vytřásají je z tetraedrických sítí, v nichž mají tendenci se usazovat. Tím vzniká více “volných” molekul vody, které se mohou dostat do kontaktu s katalytickými místy na elektrodách.

Za druhé, protože se oddělené plyny shromažďují v bublinách na každé elektrodě, vibrace tyto bubliny uvolňují. To urychluje proces elektrolýzy, protože tyto bubliny blokují kontakt elektrody s vodou a omezují reakci. Zvuk také pomáhá tím, že vytváří hydronium (kladně nabité ionty vody) a konvekční proudy, které pomáhají při přenosu hmoty.

Při svých pokusech se vědci rozhodli použít elektrody, které obvykle fungují poměrně špatně. Elektrolýza se obvykle provádí za použití vzácných a drahých kovů platiny nebo iridia a silně kyselých nebo zásaditých elektrolytů pro dosažení nejlepší rychlosti reakce, ale tým RMIT zvolil levnější zlaté elektrody a elektrolyt s neutrální úrovní pH. Jakmile tým spustil tyto vysokofrekvenční zvukové vibrace, proudová hustota a rychlost reakce vyskočily pozoruhodným čtrnáctinásobkem.

Nejedná se tedy o situaci, kdy za dané množství energie vložené do elektrolyzéru získáte 14krát více vodíku. Jde o situaci, kdy se voda rychleji a snadněji štěpí na vodík a kyslík. A to má skutečně působivý vliv na celkovou účinnost elektrolyzéru.

“Díky naší metodě můžeme potenciálně zlepšit účinnost přeměny, což vede k čisté pozitivní úspoře energie ve výši 27 %,” uvedl profesor Leslie Yeo, jeden z vedoucích výzkumníků.

Tým věří, že díky rychlejším reakcím, úspoře energie a mnohem nižším nákladům na materiály a elektrolyty by jeho práce mohla pomoci snížit cenu ekologicky vyráběného vodíku.

Milan Matějíček
zdroj: RMIT University

Výstava Volty 700 x 200 px

Komentáře k článku (1)

  1. a kdyby použili střídavý proud o frekvenci 47,5 kHz, šlo by to skoro samo… Zajímavé, jak se všichni usilovně vyhýbají tomu, co opravdu funguje.

    Odpovědět

Napsat komentář