Forradalmat ígér az MIT napenergia téren

Egészen mostanáig a napenergia csak nappali energiaforrás volt, mivel a többlet napenergia tárolása későbbi felhasználásra sem olcsónak, sem hatékonynak nem volt nevezhető. Az MIT kutatóinak bejelentése szerint azonban sikerült túllépni a problémán.

A Daniel Nocera professzor által kifejlesztett eljáráshoz nem kell más, mint néhány, a természetben bőséggel előforduló, az egészségre és a környezetre ártalmatlan anyag, és máris megnyílhat az út a legígéretesebb szénmentes energiaforrás előtt. "A napenergia mindig is egy korlátozott, távoli megoldásnak tűnt. Most azonban komolyan gondolkodhatunk a napenergián, mint korlátlan és rövid időn belül elérhető energiahordozón" - olvasható a Science magazinban megjelent publikációban.

Nocera munkatársával, Matthew Kanannal fejlesztett ki egy a növények fotoszintézise által ihletett eljárást, ami lehetővé teszi, hogy a Nap energiájával vizet hidrogén és oxigén gázokká bontsanak szét. Később az oxigén és a hidrogén újra egyesíthető egy üzemanyagcellában szénmentes elektromosságot hozva létre, amivel a háztartás különböző eszközei vagy akár egy elektromos autó is üzemeltethető, legyen nappal vagy éjszaka.


Nappal a nappanelek látják el energiával a háztartást, miközben a többlet energia vizet bont oxigénre és hidrogénre. A gázok eltárolódnak majd éjszaka egy üzemanyagcellában újra egyesülve termelnek elektromosságot.
Nocera és Kanan eljárásának lelke egy új katalizátor, ami oxigént állít elő vízből, miközben más, már alkalmazott katalizátorokkal értékes hidrogén nyerhető ki. Az új katalizátor kobaltból, foszfátból és egy elektródából áll, amit vízbe helyeznek. Amikor elektromosság fut át az elektródán - származzon az egy napcellából, szélturbinából vagy bármilyen más forrásból - a kobalt és a foszfát egy vékony hártyát képez az elektródán, és oxigén termelődik.

Egy másik katalizátorral, például platinával kombinálva, ami hidrogént termel a vízből, a rendszer lemásolja azt a vízbontó reakciót, ami a fotoszintézis során végbemegy. Az új katalizátor szobahőmérsékleten, semleges pH értékű vízben működik és könnyedén összeállítható, taglalta Nocera. "Ezért vagyok biztos a működésében, mert könnyen megvalósítható" - magyarázta.

A napfény rendelkezik a legnagyobb potenciállal a világ energiagondjaira megoldást kínáló energiaforrások közül. Egy óra alatt elég napfény éri a Földet, hogy biztosítsa a teljes bolygó egy évi energiaszükségletét, tette hozzá Nocera. James Barber a fotoszintézis egyik vezető kutatója, aki nem vett részt az MIT munkájában, "nagy lépésként" értékeli Nocera és Kanan felfedezését a tiszta energia felé vezető úton, azonban figyelmeztet, hogy nem szabad túlértékelni. Véleménye szerint itt egy olyan felfedezésről beszélünk, ami csak alapot ad új energia előállítási technológiák kifejlesztéséhez, melyekhez szintén el kell jutni, és önmagában még nem oldja meg a kőolajszármazékoktól való függőségünket.


Az oxigén katalizátor működés közben Nocera laboratóriumában az MIT-n
A jelenlegi elektrolizálók, melyek elektromossággal szétbontják a vizet, és gyakorta alkalmazzák őket az iparban, nem alkalmasak a mesterséges fotoszintézishez, mivel költségesek és nagyon lúgos közegre van szükségük, aminek nem sok köze van azokhoz a körülményekhez, amiben a fotoszintézis végbemegy. Nocera elismeri, hogy jelentős mérnöki munkára lesz szükség, hogy a már meglévő napenergia-rendszerekbe beintegrálják az új felfedezést, azonban meggyőződése, hogy ez nem fog a megvalósulás útjába állni.

"Ez csak a kezdet" - mondta Nocera, aki reméli, hogy 10 éven belül a lakások energiaszükségletét nappal a napcellák, este pedig a fentebb leírt eljárással működő üzemanyagcellák látnák el energiával, és szépen lassan eltűnnek a villanypóznák és a magasban futó vezetékek. Az MIT kezdeményezését, a Nap-forradalom Projektet támogatja az USA Nemzeti Tudományos Alapja és a Chesonis Alapítvány, utóbbi a tavasszal 10 millió dollárt folyósított a Nocera által felügyelt kutatásnak.