Snaha vyvinúť efektívny spôsob, aby sme mohli využívať vodík ako čistý zdroj energie, ktorý by mohol znížiť našu závislosť od fosílnych palív, môže viesť k nečakanému miestu – k uhliu, ktoré sa spája so značnými environmentálnymi problémami a negatívnymi dopadmi na klímu.
Uhlie nám môže pomôcť na ceste k čistej energii
Tím vedcov z univerzity Penn State zistil, že uhoľné ložiská by mohli predstavovať potenciálny spôsob uchovávania vodíkového plynu, podobne ako batérie uchovávajú energiu pre budúce použitie, čo by mohlo riešiť hlavnú prekážku pri rozvoji čistého energetického dodávateľského reťazca.
„Zistili sme, že uhoľné ložiská môžu byť takouto geologickou vodíkovou baterkou,“ povedal Shimin Liu, docent energetického a mineralurgického inžinierstva na univerzite Penn State. „Môžete vstrekovať a uchovávať energiu vodíka a mať ju k dispozícii, keď ju budeme potrebovať použiť.“
Vodík je čisté palivo a vyzerá byť sľubné pre použitie v energeticky náročnejších sektoroch ekonomiky vrátane dopravy, výroby elektrickej energie a podobne. Ale stále je potrebné vykonať veľa práce, aby sme to dosiahli vrátane výstavby vodíkovej infraštruktúry, aby sa stal dostupným a spoľahlivým zdrojom energie.
Jedným z problémov, s ktorým sa musia vedci vysporiadať, je vývoj spôsobu uchovávania vodíka. Súčasne technológie na uchovávanie vodíka sú totiž pomerne nákladné a neefektívne. Rôzne vrstvy hornín a pôdy sú ale zaujímavou možnosťou, uviedli vedci, pretože dokážu uchovávať veľké množstvá vodíka, aby vyhoveli potrebám denného alebo sezónneho dopytu po energii.
„Uhoľné ložiská sú dobre preskúmané a komerčne vyrábame plyn z uhlia už takmer pol storočia,“ povedal Liu. „Rozumieme tomu. Máme infraštruktúru. Myslím si, že uhoľné ložiská by boli logickým miestom pre geologické uchovávanie vodíka.“
Aby to overili, vedci analyzovali osem druhov uhlia z uhlovísk po celých Spojených štátoch, aby lepšie pochopili ich sorpčné a difúzne vlastnosti, teda to, koľko vodíka dokážu absorbovať a uchovať.
Dva typy uhlia vyčnievajú nad ostatnými
Všetkých osem typov uhlia vykazovalo značné sorpčné vlastnosti, pričom najlepšie v testoch dopadlo nízko prchavé bitúmenové uhlie a antracitové uhlie, uviedli vedci.
„Myslím si, že je veľmi pravdepodobné, že uhoľné ložiská by mohli byť z vedeckého hľadiska veľmi dobrým výberom pre uchovávanie energie,“ povedal Liu. „Zistili sme, že uhoľné ložiská sú lepšie ako iné horniny a typ pôd, pretože dokážu uchovať viac vodíka, majú existujúcu infraštruktúru a sú široko dostupné v celej krajine a v blízkosti obývaných oblastí.“
Vstreknutie vodíka do uhlia spôsobom, že plyn sa absorbuje alebo prichytí na uhoľovinu. Tieto formácie často majú na vrchu vrstvu bridlice alebo bahna, ktoré pôsobia ako tesnenie udržiavajúce metán alebo v tomto prípade vodík, ktorý je zapečatený, kým nie je potrebný.
„Veľa ľudí definuje uhoľ ako skalu, ale je to skutočne polymer,“ povedal Liu. „Má vysoký obsah uhlíka a veľa malých pórov, ktoré dokážu uchovať oveľa viac plynu. Uhoľ je teda ako hubka, ktorá dokáže uchovať oveľa viac molekúl vodíka v porovnaní s inými neuhlíkovými materiálmi.“
