TECHNIKA: Výroba vodíka

Vodík sa viacerí snažia prezentovať ako palivo budúcnosti. Hoci je ho na Zemi dosť, prepracovať sa k nemu nie je také jednoduché.
Vydané  Text: 
Čísla sa tvária priaznivo, vodík totiž tvorí až 75 % celého vesmíru. No na Zemi sa len veľmi zriedka naňho podarí naraziť v čistej forme. Jeho molekuly sú totiž veľmi reaktívne a preto sa vyskytuje predovšetkým v zlúčeninách, napríklad vo uhľohydrátoch či vode. Pre jeho využitie v energetike a doprave je preto potrebné nejako ho z týchto zlúčenín získať. V súčasnosti existuje viacero chemických a fyzikálnych postupov extrakcie vodíka. V princípe sa dajú rozdeliť podľa zdrojovej látky, ktorou sú buď fosílne palivá na báze uhľovodíkov alebo voda. Ich spoločným problémom je to, že na uskutočnenie reakcie je potrebné dodať do systému energiu. Vodík sa potom vylučuje s rôznou efektivitou a rôznymi vedľajšími produktmi. Práve tieto faktory sú pre mnohých tŕňom v oku.
Výroba vodíka. Ilustračné foto
Podľa dostupných štatistík sa najviac vodíka (spolu takmer 96 %) vyprodukuje reformáciou fosílnych palív, predovšetkým zemného plynu. Problémom tejto metódy je vznik CO2 pričom vedci sa nevedia zhodnúť, či je toto množstvo väčšie alebo menšie v porovnaní s klasickými spaľovacími motormi. Alternatívou v tomto smere by mohol byť Kvaernerov proces, pri ktorom nevzniká CO2. Na druhej strane je to ale menej efektívna metóda (v porovnaní s reformáciou plynu je to približne polovica). Väčšina vodíka extrahovaného z fosílnych palív sa ďalej využíva na priemyselné účely. Výroba pomocou ostatných metód teda predstavuje len 4 % z celkovej produkcie. V tomto smere dominuje elekrolýza vody, čo je v podstate opak procesu prebiehajúceho v palivovom článku. Takto získaný vodík sa zvlášť hodí pre opätovné využitie práve v automobiloch s palivovými článkami, pretože dosahuje pomerne veľký stupeň čistoty. Všeobecne sa v budúcnosti predpokladá využívanie predovšetkým tejto metódy, pretože je tu dostatok zdrojov a s vývojom technológie bude tento spôsob stále lacnejší. Dôležitým predpokladom úspechu u ekológov je však výroba elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov, pretože ak elektrinu pre elektrolýzu dodá dymiaca hnedouhoľná elektráreň, tak sa dá prínos pre životné prostredie považovať za nulový. Vedci v súčasnosti skúmajú tiež ďalšie možnosti produkcie vodíka. Existuje množstvo termochemických reakcií, ktorých výsledným produktom je aj vodík. Oproti elektrolýze by tento spôsob bol vo výhode, pretože nepotrebuje priamo elektrickú energiu, ale stačí mu aj teplo, ktoré je vedľajším produktom mnohých iných procesov. Je tu tiež možnosť termického rozkladu vody, ktorý si však vyžaduje teplotu až 2200 °C a teda aj špeciálne materiály. Ďalšou, zatiaľ len laboratórnou, možnosťou je fermentatívna konverzia pomocou baktérii. Výskumníci tiež preverujú potenciál nanotechnológie či syntetickej biológie. Všetko úsilie je však márne, pokiaľ si vodík nenájde jednoduchú a rýchlu cestu k bežným ľuďom a do ich automobilov. Text: Martin Ruisl Foto: archív