Oamenii de știință au dezvoltat un dispozitiv remarcabil care folosește metalele din apele uzate pentru a produce hidrogen verde, eliminând necesitatea apei pure în acest proces.
Hidrogenul verde este considerat un combustibil curat esențial pentru viitor, având potențialul de a oferi emisii zero atunci când este produs cu energie regenerabilă. Cu toate acestea, procesul standard necesită cantități uriașe de apă dulce purificată – o resursă scumpă și limitată în multe regiuni ale lumii.
În același timp, peste 80% din apele uzate la nivel global sunt deversate înapoi în mediu fără a fi tratate, cauzând daune ecologice severe.
Combustibilul viitorului din apa de la canalizare
Acum, o echipă de cercetători condusă de Universitatea RMIT din Australia a găsit o modalitate de a aborda ambele probleme printr-o singură inovație. Tehnologia lor experimentală nu doar că produce hidrogen, ci și transformă poluanții din apele reziduale într-un catalizator necesar procesului, deschizând calea către un viitor energetic mai sustenabil.
Cercetarea, realizată în colaborare cu Universitatea din Melbourne, Australian Synchrotron și Universitatea din New South Wales, are ca scop transformarea unei probleme de mediu globale într-o resursă valoroasă.
De la deșeu la resursă
Descoperirea echipei se bazează pe utilizarea metalelor deja prezente în apele uzate – precum platina, cromul și nichelul – pentru a eficientiza producția de hidrogen. În loc să fie filtrate și eliminate, aceste metale sunt captate și puse la treabă, conform Interesting Engineering.
„Avantajul inovației noastre față de alte metode este că utilizează materialele inerente apelor uzate, în loc să necesite apă purificată sau etape suplimentare de procesare”, explică profesorul asociat Nasir Mahmood de la Școala de Științe a RMIT.
Pentru a realiza acest lucru, echipa a creat electrozi speciali cu o suprafață absorbantă din carbon, care extrage metalele direct din apele uzate. Aceste metale formează apoi catalizatori stabili care ajută la conducerea electricității și accelerează procesul de separare a apei.
„Metalele interacționează cu alte elemente din apele uzate pentru a stimula reacțiile electrochimice necesare separării apei în oxigen și hidrogen”, adaugă Mahmood.
Pentru a spori și mai mult sustenabilitatea, materialul din carbon folosit pentru electrozi este fabricat din deșeuri agricole, ceea ce face întregul sistem mai eficient din punct de vedere al costurilor.
Combustibil verde, apă mai curată
În testele de laborator, cercetătorii au introdus doi electrozi într-un recipient cu ape uzate parțial tratate și au aplicat energie regenerabilă. La catod, moleculele de apă au câștigat electroni, eliberând hidrogen gazos. La anod, acestea au pierdut electroni, producând oxigen.
„Oxigenul produs poate fi reintegrat în stațiile de tratare a apelor uzate pentru a spori eficiența acestora prin reducerea conținutului organic”, spune Mahmood.
Sistemul a funcționat continuu timp de 18 zile, înregistrând o scădere minimă a performanței. Apele uzate folosite au fost pre-tratate pentru a elimina solidele și o parte din materia organică, simulând condiții reale de aplicare.
Această inovație face parte dintr-o platformă mai largă de sisteme catalitice dezvoltate de RMIT, care vizează utilizarea surselor de apă dificile, precum apa de mare și apele reziduale, pentru producția de hidrogen curat.
„Inovația noastră abordează simultan reducerea poluării și deficitul de apă, aducând beneficii atât sectorului energetic, cât și celui al apei. Prin utilizarea apelor uzate, procesul contribuie la curățarea mediului și valorifică materiale considerate anterior deșeuri.”, declară profesorul Nicky Eshtiaghi de la Facultatea de Inginerie a RMIT.
Echipa caută acum parteneri din industrie și din sectorul public pentru a extinde tehnologia la o scară mai mare. Cercetătorul asociat, dr. Muhammad Haris, a subliniat că sunt necesare cercetări suplimentare pentru a testa metoda pe diverse tipuri de ape uzate.
„Metoda trebuie testată cu diferite tipuri de deșeuri lichide pentru a se asigura că funcționează universal”, a spus Haris.
Studiul a fost publicat în revista ACS Electrochemistry.
