Ulsan National Institute of Science and Technologyssä (UNIST) on kehitetty järjestelmä, joka tuottaa sähköä ja vetyä (H2) samalla, kun poistetaan hiilidioksidia (CO2) ilmastoa tärvelemästä. UNIST-tutkimusryhmä on esitellyt hybridiityyppisen Na-CO2-järjestelmän, joka pystyy jatkuvasti tuottamaan sähköenergiaa ja vetyä tehokkaalla hiilidioksidimuunnoksella.
- Hiilidioksidin talteenotto-, hyödyntämis- ja sidontatekniikat ovat viime aikoina saaneet paljon huomiota maailmanlaajuisen ilmastonmuutoksen käsittelyyn. Tämän teknologian avain on kemiallisesti stabiilien CO2-molekyylien helppo muuntaminen muiksi materiaaleiksi. Uusi järjestelmä on ratkaissut tämän ongelman CO2:n liukenemismekanismilla, toteaa tutkimusta johtanut professori Guntae Kim.
Suuri osa ihmisen tuottamista hiilidioksidipäästöistä imeytyy mereen ja muuttuu happamaksi. Tutkijat keskittyivät tähän ilmiöön ja esittivät ajatuksen CO2:n sulattamisesta veteen sähkökemiallisen reaktion aikaansaamiseksi. Jos happamuus kasvaa, protonien määrä kasvaa, mikä puolestaan lisää voimaa houkutella elektroneja. Jos tämän ilmiön perusteella luodaan akkujärjestelmä, sähköä voidaan tuottaa poistamalla CO2.
Tutkijoiden kehittämä hybiridjärjestelmä koostuu polttokennon tavoin katodista (natriummetalli), erottimesta (NASICON) ja anodista (katalyytti). Toisin kuin muut paristorakenteet, katalyytit sisältyvät veteen ja ne on liitetty johdolla katodiin. Kun CO2 injektoidaan, koko reaktio käynnistyy, jolloin CO2 poistuu ja syntyy sähköä ja vetyä (H2). Jo nyt CO2-konversiotehokkuus on korkea, 50 prosenttia.
- Tämä hybridikenno ei ainoastaan hyödynnä CO2:ta sähköenergian tuottamiseen, vaan myös tuottaa puhtaan energialähteen eli vedyn, sanoo tutkija Jeongwon Kim.
Erityisesti tämä järjestelmä on osoittanut yli tuhannen tunnin vakautta ilman, että elektrodit vahingoittuvat. Järjestelmää voidaan käyttää CO2:n poistamiseen indusoimalla vapaaehtoisia kemiallisia reaktioita. Lisäetuna on, että Hybridi-Na-CO2 ei regeneroi CO2:ta varauksen aikana, toisin kuin aproottiset metalli-CO2-kennot.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 5.2.2019