Pilotní zásobník na vodík z nerez oceli. Kredit: ETH Zürich.

Řada zemí, které usilují o zelenou energetiku, má problém kvůli Slunci. Nesvítí tam dost na to, aby se dotyčná země mohla spokojit se solární energií. K těmto zemím patří i Švýcarsko, které obzvláště v zimě strádá nedostatkem slunečního svitu. V současné době jsou v zimě závislí na dovozu energie a dalších zdrojích, včetně plynových elektráren, což by rádi omezili.

Wendelin Stark vpravo. Kredit: ETH Zürich.

Jedním z možných přístupů je vytvořit v létě, kdy je Slunce dostatek, zásoby vodíku, aby mohl být v zimě proměněn na energii. Potíž je v tom, že vodík je proslulý notoricky komplikovaným skladováním. Rád uniká do okolí, vyžaduje tlakované nádoby a velmi nízké teploty, přičemž třešničkou na dortu je vysoká hořlavost a neutuchající záliba v explozích.

Tým inženýrů švýcarské techniky ETH Zürich, které vedl Wendelin Stark na to reagoval vývojem nové technologie pro sezónní skladování vodíku, která je podle nich podstatně bezpečnější a levnější než existující možnosti. Využili již dávno známou chemii, která se točí kolem železa.

Fungování chemického zásobníku na vodík. Kredit: ETH Zürich.

Nadbytek solární energie v létě je možné využít k elektrolýze vody a produkci vodíku. Stark a spol. pak tento vodík ženou do reaktoru z nerez oceli, naplněného železnou rudou, tedy oxidem železa, při teplotě 400 °C a při normálním tlaku. Vodík reaguje s kyslíkem z oxidu železa, čímž vzniká elementární železo a voda.

Jak říká Stark, je to jako nabíjet baterii. Energii vodíku lze tímto způsobem uložit dlouhou dobu, bezpečně a téměř beze ztrát. Pokud je v zimě nutné použít uskladněnou energii, stačí zmíněný proces otočit. Do reaktoru se vžene horká vodní pára a promění železo s vodou na oxid železa a vodík. Ten je pak možné využít dle potřeby, pro pohon plynových turbín na výrobu elektřiny či tepla nebo třeba do palivových článků. Kvůli úspornosti extrakce energii ze zásobníku je potřebná pára vyráběna z odpadního tepla, které vzniká na jiném místě systému.

Podle Starka je fascinující výhodou, že potřebný materiál, čili především železnou rudu, je možné zajistit snadno a ve velkých množstvích. Dokonce ani není nutné železnou rudu před použitím v reaktoru nějak sofistikovaně zpracovat. Odborníci předpokládají, že vybudování rozsáhlé sítě takových zásobníků by nijak podstatně neovlivnilo globální tržní cenu železa. Švýcaři odhadují, že kdyby tento projekt spustili naplno, aby získali 10 TWh na zimu, museli by postavit asi 10 tisíc takových zásobníků, z nichž by každý zabral plochu asi 100 čtverečních metrů. Celkově by to byl asi 1 čtvereční metr na jednoho Švýcara.

Video: Iron Based Hydrogen Storage (IRHYS) explainer

Literatura

ETH Zürich 28. 8. 2024.