Japończycy znaleźli sposób na tani zielony wodór?

14 marca 2023

Zielony wodór jest przez Japończyków traktowany jako paliwo przyszłości, mające zastąpić paliwa kopalne. Właśnie zaprezentowano nowy sprzęt do jego produkcji.

Przynajmniej tak stara się przedstawić sprawę Toyota, Denso i samorząd preferuktury Fukushima w opublikowanym właśnie komunikacie. Zaprezentowane rozwiązanie przeznaczone do produkcji zielonego (powstającego bezemisyjnie) wodoru jest interesujące z kilku względów.

Wodór paliwo przyszłości. W Polsce zaczynają się prace nad rozwojem technologii wodorowej

Zielony wodór z ogniw paliwowych

Po pierwsze, rozwiązanie, które Toyota wdrożyła wspólnie z firmą Denso i władzami samorządowymi prefektury Fukushima, to elektrolizer wody oparty na układzie ogniw paliwowych, niemal identycznych z tymi, które stosowane są m.in. w wodorowej Toyocie Mirai, czy miejskim autobusie wodorowym Toyota Sora. W jaki sposób ogniwa, które w samochodzie, z wodoru produkują energię zasilającą elektryczny układ napędowy, są w stanie produkować zielony wodór? Cóż, wystarczy odwrócić reakcję, pomysł wyjaśnia poniższa infografika.

Zielony wodór – jak działa nowy elektrolizer?

Jak widać na powyższej infografice, nowy elektrolizer wykorzystuje w zasadzie niemal identyczny układ ogniw paliwowych jak system zainstalowany w samochodzie. Toyota deklaruje, że oba rozwiązania współdzielą 90% tych samych elementów, co ma wpływ na obniżenie kosztów produkcji nowego elektrolizera. Oczywiście kierunek reakcji przy produkcji wodoru jest odwrócony. W ogniwach paliwowych (schemat na powyższej ilustracji po lewej FC Stack) wodór pobrany ze zbiorników auta łączy się z tlenem z powietrza i w wyniku tej reakcji (w dużym uproszczeniu) powstaje woda oraz prąd elektryczny. W elektrolizerze prąd musimy dostarczyć z zewnątrz i tu Toyota deklaruje, że pochodzi on wyłącznie ze źródeł odnawialnych (w przeciwnym razie trudno byłoby mówić o zielonym wodorze). Do układu dostarczana jest woda, która w procesie elektrolizy jest separowana na tlen i wodór. Jedyną różnicą są katalizatory reakcji, w ogniwach paliwowych są platynowe, w elektrolizerze – irydowe.

Zielony wodór – jaka jest wydajność nowego elektrolizera?

Nowy elektrolizer wody ma wymiary 2,3 m na 5,8 m i 2,8 m wysokości. Może wytwarzać około 8 kg wodoru na godzinę. Do jego produkcji będą używane te same maszyny, które służą do montażu ogniw paliwowych. Zdaniem Toyoty pozwoli to na masową produkcję elektrolizerów przy niskich kosztach i w konsekwencji – na zwiększenie wykorzystania zielonego wodoru w przemyśle. Zakłady Denso skorzystają z elektrolizera wykorzystując pozyskany wodór do produkcji paliwa używanego w jednym z pieców gazowych w fabryce.