Нов електрохимичен процес, разработен от изследователи от „Технион“ (Израелския технологичен институт) би могъл да направи производството на „зелен“ водород по-икономически привлекателно, като успоредно с горивото се получава и ценно промишлено химично вещество. Подходът замества кислорода, който обикновено се генерира по време на електролизата на водата с епоксид – клас химични вещества, широко използвани за производството на полимери, покрития, лепила, фармацевтични продукти и други стоки. Изследователите съобщават, че системата е постигнала 98% ефективност както при генерирането на водород, така и при паралелната реакция за получаване на епоксид.

Замяната на кислорода с ценно химично вещество

„Зеленият“ водород се произвежда чрез използване на електроенергия от възобновяеми източници за разлагане на водата на водород и кислород. Макар полученият водород да може да спомогне за декарбонизацията на индустрии, които е трудно да бъдат електрифицирани директно, по-широкото му прилагане е ограничено от цената му в сравнение с водорода, произведен от изкопаеми горива.

Екипът от „Технион“ е подходил към проблема, като е преосмислил какво се случва от другата страна на процеса на електролиза. „Вместо да произвеждат кислород“, изследователите са се опитали да генерират епоксид, превръщайки това, което обикновено е страничен продукт, в потенциално ценна химическа суровина.

В своите експерименти изследователите са отчели 98% ефективност както при производството на водород, така и при паралелния синтез на епоксиди. Според екипа това означава, че само около 2% от електрическия заряд е бил загубен в резултат на конкурентни реакции. Изследователите също така съобщават, че са постигнали плътност на тока, която според тях е съвместима с промишлена електролиза в голям мащаб.

Електролиза без мембрана

Процесът се основава на по-ранна работа на екипа, в която те са разделили електрохимичните реакции, които обикновено произвеждат водород и кислород. Тази концепция съставлява основата на електролизата без мембрана, която избягва традиционно използваната мембрана за разделяне на двете електродни реакции. H2Pro е пуснала на пазара по-ранна технология, разработена от изследователската група.

Новата система развива концепцията в различна посока, като комбинира производството на водород с химичен синтез. Според учените нейната ефективност се дължи на оптимизирането на цялостната електрохимична система, а не на фокусирането върху един-единствен електрод или реакция. Системата обединява електродите, редокс-медиатора, разтворителя и работната конфигурация. Това позволява на изследователите да произвеждат водород и епоксид без мембрана, разделяща електродите.

Потенциално икономическо предимство

Подходът би могъл да предложи допълнителен икономически стимул за производството на „зелен“ водород, тъй като процесът на електролиза би давал два полезни продукта, а не само водород и кислород. Въпреки това, отчетените резултати са от експериментите на изследователите, а проучването не доказва, че технологията е готова за внедряване в търговски мащаб. Макар отчетената плътност на тока да се описва като съвместима с електролиза в голям мащаб, е необходимо по-нататъшно развитие, за да се покаже как се представя процесът при продължителни промишлени експлоатационни условия.

Изследователите са подали заявка за патент в САЩ за технологията, което подсказва, че те виждат потенциал в процеса извън лабораторните условия.