Hybrid SOEC. Kredit: UNIST.

Mnoho lidí v dnešní době sází na vodík. Je to vůči prostředí vstřícný a také hojný zdroj energie, který by rozhodně stálo za to co nejvíce využívat. Rozvoji vodíkové energetiky ale stále stojí v cestě překážky, které je ještě nutné překonat. Jednou z nich je i nepříliš efektivní a finančně ne zcela komfortní získávání vodíku dosavadními postupy.

Junyoung Kim (vlevo) se svým týmem. Kredit: UNIST.

Tým jihokorejských vědců nedávno vyvinul nový systém pro výrobu vodíku z vody, který překonává některé technické obtíže a poskytuje vodík efektivněji, nežli jiné systémy pro elektrolýzu vody.

Badatelé z Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), Korea Institute of Energy Research (KIER) a Sookmyung Women's University vytvořili zařízení, které je založené na designu elektrolytického článku s pevnými oxidy (SOEC, solid oxide electrolyzer cell). Takový článek funguje podobně jako jiná elektrolytická zařízení, v nichž elektrický proud rozkládá vodu na vodík a kyslík. V tomto případě jsou ovšem obě elektrody článku v pevném skupenství a pevný je i elektrolyt mezi nimi, v němž se pohybují ionty.

Princip nového pevného elektrolyzéru Hybrid-SOEC. Kredit: UNIST.

Elektrolytický systém Hybrid-SOEC z pevného materiálu nabízí oproti systémům s kapalnými elektrolyty určité výhody. Kapaliny je občas nutné doplňovat a systémy s kapalnými elektrolyty časem podléhají korozi. Elektrolyzéry z pevného materiály také fungují při vyšších teplotách a nepotřebují k provozu tolik elektřiny, protože si mohou doplňovat energii z tepla.

Energeticka založena na pevném elektrolyzéru. Kredit: UNIST.

Vedoucí výzkumu Junyoung Kim a jeho spolupracovníci vylepšili stávající elektrolytické články s pevnými oxidy tím, že vyvinuli hybridní systém, v jehož elektrolytu mohou putovat záporně nabité ionty kyslíku a kladně nabité ionty vodíku zároveň. Použili k tomu vodivý materiál se smíšenými ionty. Výsledkem je pevný elektrolyzér, který získává z vody vodík s vyšší účinností. Podle Kima v elektrolyzéru probíhá elektrolýza vody na obou elektrodách, což zvyšuje celkovou produkci vodíku v takovém zařízení.

Elektrolyzér Hybrid-SOEC, jehož elektrody jsou z vrstveného perovskitu a který pracuje při teplotě 700 °C a za elektrického napětí 1,5 V, vyrobí 1,9 litru vodíku za 1 hodinu. Podle Kimova týmu je nový elektrolyzér asi čtyřikrát účinnější, nežli stávají systémy elektrolýzy vody. Když vědci Hybrid-SOEC nechali běžet nepřetržitě po dobu 60 hodin, tak se to nijak neprojevilo na jeho výkonu.

Literatura

UNIST 15. 12. 2017, Nano Energy 44: 121-126.