Η ερευνητική ομάδα BMBF στο FAU ερευνά νέους τρόπους παραγωγής υδρογόνου.
Τα επόμενα χρόνια, οι ερευνητές της FAU θέλουν να αναπτύξουν μια νέα διαδικασία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή πολύ καθαρού υδρογόνου από βιολογικά απόβλητα. Πολλές προηγούμενες μέθοδοι απαιτούν υψηλές θερμοκρασίες 600 βαθμών Κελσίου και περισσότερο. Ως εκ τούτου, δεν είναι ιδιαίτερα κατάλληλα για αποκεντρωμένη χρήση, π.χ. σε γεωργικές εκμεταλλεύσεις. Ωστόσο, ακριβώς εκεί παράγονται μεγάλες ποσότητες κατάλληλων υπολειμμάτων, για παράδειγμα κατά τη διάρκεια της κτηνοτροφίας ή της συγκομιδής.
Το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Παιδείας και Έρευνας (BMBF) ενέκρινε τώρα μια νέα ερευνητική ομάδα στο FAU για την ανάπτυξη και την έρευνα μιας εναλλακτικής μεθόδου παραγωγής. Επικεφαλής της είναι ο χημικός μηχανικός Dr. Patrick Schühle. Περίπου 3,2 εκατομμύρια ευρώ θα επενδυθούν στην FAU τα επόμενα έξι χρόνια.
Το υδρογόνο ως καθαρή πηγή ενέργειας
Το υδρογόνο θεωρείται καθαρή πηγή ενέργειας: η καύση του δεν παράγει εκπομπές που βλάπτουν το κλίμα, αλλά παραμένει μόνο νερό. Το αέριο μπορεί να παραχθεί από διαφορετικές πρώτες ύλες. Η παραγωγή υδρογόνου από οργανικά απόβλητα είναι ιδιαίτερα φιλική προς το περιβάλλον. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, πριονίδι από πριονιστήρια, κοπριά άχυρου ή ζώων και υγρή κοπριά.
Δρ Patrick Schühle, Επικεφαλής της Ερευνητικής Ομάδας “Καταλυτικά Συστήματα για την Αποθήκευση Χημικής Ενέργειας”
«Μέχρι τώρα, υψηλές θερμοκρασίες 600 βαθμών ή περισσότερο απαιτούνταν για την παραγωγή υδρογόνου από τέτοια υπολείμματα», εξηγεί ο Δρ Patrick Schühle από την Έδρα της Μηχανικής Χημικών Αντιδράσεων. «Ως αποτέλεσμα, τέτοιες μονάδες είναι ιδιαίτερα αποδοτικές όταν επεξεργάζονται πολύ μεγάλες ποσότητες βιομάζας. Είναι λιγότερο κατάλληλα για αποκεντρωμένη χρήση όπου παράγονται τα απόβλητα.» Ο επικεφαλής της ομάδας εργασίας «Καταλυτικά Συστήματα για την Αποθήκευση Χημικής Ενέργειας» στην FAU θέλει να διορθώσει αυτή την κατάσταση: θέλει να αναπτύξει μια εναλλακτική διαδικασία που λειτουργεί σε θερμοκρασίες μικρότερες από 150 βαθμούς Κελσίου και παράγει επίσης λίγα ανεπιθύμητα υποπροϊόντα. «Ο στόχος είναι μια μέθοδος που θα μπορούσε επίσης να λειτουργήσει αποτελεσματικά σε ένα αγρόκτημα», λέει. «Επιπλέον, το υδρογόνο που παράγεται πρέπει να είναι όσο το δυνατόν καθαρότερο. Ορισμένες από τις τρέχουσες διαδικασίες έχουν τις δυσκολίες τους με αυτό».
Για την υλοποίηση αυτού του οράματος, το Γερμανικό Ομοσπονδιακό Υπουργείο Παιδείας και Έρευνας (BMBF) ενέκρινε τώρα μια νέα ερευνητική ομάδα υπό την ηγεσία του Schühle. Η χρηματοδότηση ανέρχεται σε περισσότερα από τρία εκατομμύρια ευρώ και η επίσημη έναρξη θα δοθεί την 1η Ιανουαρίου. Για μια περίοδο έξι ετών, ο χημικός μηχανικός θα είναι τότε σε θέση να συγκεντρώσει όλη του την ενέργεια σε αυτό το έργο. Με αυτόν τον τρόπο, θέλει να βασιστεί σε μια διαδικασία που χρησιμοποιείται ήδη εμπορικά: Πριν από μερικά χρόνια, η εταιρεία OxFA από το Scheßlitz κοντά στο Bamberg ανέπτυξε έναν μικρό αντιδραστήρα που μπορεί να παράγει μυρμηκικό οξύ από βιομάζα αποβλήτων. Είναι εταίρος στο νέο έργο. «Θέλουμε να δημιουργήσουμε μια αλυσίδα επεξεργασίας που παράγει υδρογόνο από αυτό το μυρμηκικό οξύ», εξηγεί ο Schühle.
Ένας στόχος: η ανάπτυξη νέων καταλυτών
Ένα σημαντικό ορόσημο είναι η ανάπτυξη νέων καταλυτών. Αυτά είναι εργαλεία που διευκολύνουν και επιταχύνουν μια αντίδραση χωρίς να καταναλώνονται στη διαδικασία. “Εστιάζουμε σε καταλύτες στερεάς κατάστασης – αυτά είναι συνήθως μέταλλα που τροποποιούμε χημικά”, λέει ο Schühle. «Με αυτόν τον τρόπο, δεσμεύουμε τους λεγόμενους υποκινητές στην επιφάνειά τους, οι οποίοι προορίζονται να επιταχύνουν τον διαχωρισμό του υδρογόνου από το μυρμηκικό οξύ». Έχει μεγάλες ελπίδες για τον φώσφορο ως υποστηρικτή. Αυτό προορίζεται επίσης για τη σταθεροποίηση του καταλυτικού μετατροπέα. Ο καταλυτικός μετατροπέας θα πρέπει να εκπληρώνει τη λειτουργία του για όσο το δυνατόν μεγαλύτερο χρονικό διάστημα χωρίς να χρειάζεται αναγέννηση.
Παραγωγή όχι μόνο γάλακτος ή δημητριακών, αλλά και υδρογόνου
Η ερευνητική ομάδα θα αναζητήσει πρώτα μια διαδικασία που είναι όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματική, οικονομικά αποδοτική και εύκολη στο χειρισμό στο εργαστήριο. Αλλά δεν είναι μόνο αυτό: «Σχεδιάζουμε επίσης να κατασκευάσουμε ένα εργοστάσιο επίδειξης», τονίζει ο Schühle. «Από τη μία πλευρά, θα πρέπει να είναι σε θέση να ανακυκλώνει μια μεγάλη ποικιλία οργανικών αποβλήτων όπως προκύπτουν στην πραγματικότητα. Επιπλέον, θέλουμε επίσης να εφαρμόσουμε μεγαλύτερες ποσότητες από ό, τι θα ήταν δυνατό σε εργαστηριακή κλίμακα». Εάν όλα πάνε καλά, σε δέκα ή δεκαπέντε χρόνια, οι αγρότες μπορεί να παράγουν όχι μόνο γάλα ή σιτηρά, αλλά και υδρογόνο.
Πηγή: FAU (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg)
Share
Read more