Wodór jest ekologicznym paliwem i nadaje się do wykorzystania w wielu sektorach gospodarki, m.in. transporcie i energetyce. Wymaga jednak odpowiedniej infrastruktury, której w wielu miejscach po prostu nie ma. Kluczowe jest opracowanie sposobu przechowywania wodoru, który obecnie jest drogi i nieefektywny. Naukowcy z Uniwersytetu Stanu Pensylwania uważają, że formacje geologiczne mogą przechowywać duże ilości wodoru, tworząc coś na kształt “baterii wodorowych”.
Czytaj też: Energia odnawialna zdetronizowała węgiel. Różnica jest niewyobrażalna
Prof. Shimin Liu z Penn State mówi:
Odkryliśmy, że węgiel może być geologiczną baterią wodorową. Jest dobrze zbadany i od prawie pół wieku komercyjnie produkujemy gaz z węgla. Rozumiemy to i mamy odpowiednią infrastrukturę. Myślę, że węgiel byłby logicznym miejscem do geologicznego magazynowania wodoru.
Węgiel wcale nie taki zbędny – może się przydać
Uczeni zbadali osiem rodzajów węgla z zagłębi węglowych w całych Stanach Zjednoczonych, aby lepiej zrozumieć ich potencjał sorpcyjny i dyfuzyjny, czyli to, ile wodoru mogą pomieścić. We wszystkich przypadkach właściwości sorpcyjne były duże, ale lotny węgiel bitumiczny ze wschodniej Wirginii wypadł najlepiej, co opisano w czasopiśmie Applied Energy.
Prof. Shimin Liu dodaje:
Myślę, że jest bardzo możliwe, że węgiel może być najlepszym wyborem do geologicznego składowania z naukowego punktu widzenia. Odkryliśmy, że węgiel przewyższa inne formacje, ponieważ może pomieścić więcej, ma istniejącą infrastrukturę i jest szeroko dostępny w całym kraju i w pobliżu zaludnionych obszarów.
Wystarczy spojrzeć na wyczerpane złoża metanu z pokładów węgla, które stały się ważnym źródłem energii z paliw kopalnych w ciągu ostatnich dekad. Metan przywiera do powierzchni węgla w procesie znanym jako adsorpcja, a ze wstrzykniętym wodorem prawdopodobnie byłoby podobie.
Prof. Shimin Liu tłumaczy:
Wiele osób definiuje węgiel jako skałę, ale tak naprawdę jest to polimer. Ma wysoką zawartość węgla z wieloma małymi porami, które mogą przechowywać znacznie więcej gazu. Węgiel jest więc jak gąbka, która może pomieścić znacznie więcej cząsteczek wodoru w porównaniu do innych materiałów niewęglowych.
Węgiel ma słabsze powinowactwo do wodoru w porównaniu z innymi gazami sorpcyjnymi, takimi jak metan i dwutlenek węgla, więc tradycyjny sprzęt ciśnieniowy do określania sorpcji nie zadziałałby. Uczeni z Penn State także z tym sobie poradzili i stworzyli zupełnie nowe instrumenty, które są efektem wielu lat przygotowań i badań teoretycznych.
Czytaj też: Hiszpania pobiła rekord. Teraz świat już nie będzie taki sam
Naukowcy twierdzą, że rozwój magazynowania wodoru w społecznościach górniczych może zapewnić zupełnie nowe możliwości gospodarcze, pomagając tym samy przejść na “zielone” źródła energii. Przyszłe prace będą koncentrować się na dyfuzyjności i przepuszczalności węgla – cechach, które określają, jak szybko wodór może być wstrzykiwany i wypompowywany z węgla.