A hangyacsípés – valójában harapás – azért annyira kellemetlen, mert a rovar hangyasavat fecskendez a sérülésbe. Ez a vegyület lehet ugyanakkor a jöv? üzemanyaga és energiahordozója, mert hangyasavként hatékonyan lehet tárolni a hidrogént, és könnyen fel lehet szabadítani áramfejlesztés céljára. A téma Svájcban dolgozó magyar kutatóját kérdeztük.
A világegyetem legkönnyebb, legegyszer?bb és leggyakoribb kémiai eleme a hidrogén. Az oxigénnel reagáló, vagyis elég? hidrogéngáz sok energiát szabadít fel, az égéstermék pedig a tiszta víz – tehát igencsak környezetbarát energiahordozó és üzemanyag lenne. A hidrogéngazdaság utópiájának pontosan ez a lényege, vagyis a tisztán ég? gázzal lehetne kiváltani a k?olajat, a szenet és a földgázt (lásd az ábrát). Az elképzelés f? akadálya az, hogy meglehet?sen nehézkes tárolni, szállítani és felhasználni a gázt.
Gáz halmazállapotban a hidrogén rendkívül robbanásveszélyes, így nagy nyomáson nehéz, ellenálló, vastag falú acél- vagy kompozit anyagú tartályokban kell tárolni, és ha nagy mennyiség kell a gázból, akkor a tartály kezelhetetlen méret? lenne. Ha cs?vezetékben akarjuk továbbítani, a nyomásprobléma mellett azzal is számolni kell, hogy a hidrogén miatt túlságosan merevvé válik a vezeték fala. Ha pedig folyékony hidrogént használnánk, a gázt mínusz 252 Celsius-fokra kell leh?teni és kriogén (rendkívül alacsony h?mérséklet?) folyadéktartályokban kell tárolni. Itt kerül képbe a hangyasav.
Laptoptöltés hidrogénnel
A svájci, Lausanne-i M?szaki Egyetem (EPFL) és a Rostocki Egyetem német, magyar és angol kutatói olyan technológiát fejlesztettek ki, amely egyszerre kínál megoldást a hidrogén tárolására és visszaforgatására. A hidrogén kinyerése céljából már egy ideje foglalkoztatja a kutatókat a hangyasav (HCO2H) és sói, az úgynevezett formiátok. Az eljárás alapvet? problémája a savból a hidrogénnel együtt felszabaduló szén-dioxid elválasztása és újra hasznosítása. Egy vaskatalizátor segítségével azonban most sikerült erre megoldást találni. Katalizátor anyagra mindenképpen szükség van a kémiai reakció beindulásához, mert a hangyasavból spontán módon nem fejl?dik hidrogén. Azáltal, hogy folyékony hangyasavból egyszer?, környezetbarát módszerrel lehet hidrogént el?állítani, szükségtelenné válhatnak a nagynyomású hidrogéntartályok, vagyis a fenti problémák jó része megoldható.
A hidrogén vas jelenlétében szabadul fel a hangyasavból
„A hangyasavas hidrogéntárolási eljárás legnagyobb el?nye a hatékonysága. A súlyos, többnyire acél hidrogéntároló tartályokban 350 atmoszféra nyomáson kell tartani a gázt. Literenként 28 gramm hidrogént lehet ezzel a módszerrel tárolni, hangyasavval ehhez képest literenként 53 grammot lehet elérni. A hangyasav szobah?mérsékleten folyékony, tárolására elég egy m?anyagkanna. Ráadásul jól ellen?rizhet?, kis mennyiségben szabadítható fel bel?le a hidrogén, mindig annyi, amennyire éppen szükség van” – mondta az [origo] kérdésére dr. Laurenczy Gábor, az új hidrogéntárolási módszerrel foglalkozó kutatócsoport magyar vezet?je, az EPFL kémiai tanszékének professzora.
Az eljárás lényegét 2006-ban szabadalmaztatták, jelenleg két, egy svájci és egy kanadai cég hasznosítja a módszert. Ez utóbbi vállalat mobiltelefon- és laptop-tölt?egységet, valamint számítógépes szünetmentes tápegységet tervez gyártani egy 150, illetve 2000 watt teljesítmény? berendezéssel. E két eszközben a hangyasavból felszabaduló hidrogént üzemanyagcellában használják fel, így termelve elektromos áramot.
Így m?ködne a hangyasavas energiatárolás és -termelés
A lausanne-i laboratóriumban elkészült egy nagyobb, 2-5 kW teljesítmény? prototípus is a hidrogéntároló egységb?l. „Ha valaki napelemeket szerel a házára, számolnia kell azzal, hogy az nem folyamatosan szolgáltat áramot. Rossz id? esetén vagy éjszaka a hangyasav-hidrogén-tüzel?anyag cella „akkumulátorral” lehet áramot fejleszteni, a szén-dioxidot pedig a napsütötte id?szakban termelt fölös áram segítségével lehet visszaalakítani hangyasavvá. Elképzelésünk szerint ez a hidrogéntárolási módszer jól kiegészíti a széler?m?veket is, és általában véve alkalmas a megújuló energia átmenti tárolására. Ez a nagyobb kapacitású változat viszont még biztosan nem jelenik meg a piacon 2012-ben” – mondta Laurenczy Gábor. A nagyobb kapacitású egység alkalmas lehet a villamosáram-hálózattól távol es? területeken – például egy tanyán – az áramellátás kiépítésére is.
Érdekli az autóipart az eljárás
A hidrogéntárolási eljárás az autóipar számára lehet a leginkább vonzó, ugyanis több gyártónak van hidrongénhajtású prototípusa, amelyek káros anyagok helyett vízg?zt pöfögnek. Ezekben a gázt magasnyomású tartályokban tárolják, vagyis a járm?vek robbanásveszélyesek lehetnek, az ellenálló tartályok miatt további száz-százötven kilós tömeget kell megmozgatni és problémás a tankolás, vagyis a gáz nagy nyomáson történ? pótlása is. Az eddig készültprototípusokban a hidrogént vagy közvetlenül égeti el a motor, vagy az üzemanyagcella fejlesztette áram hajtja meg az elektromotorokat.
„M?szaki értelemben a hangyasav-alapú meghajtás viszonylag könnyen megvalósítható. 2008-ban, amikor történelmi csúcsot értek el a k?olajárak, több nagy autógyártó meg is keresett minket. Véleményem szerint csak a fejlesztési költségek akadályozhatják egy ilyen autó legyártását, és egy prototípust aránylag rövid id? alatt el is lehet készíteni. Ugyanakkor a sorozatgyártásba kerül? járm?nek számos követelménynek kell megfelelnie, legyen például minél könnyebb, áramvonalasabb, biztonságosabb, ezért arról még jósolni sem merek, mikor lehet megvásárolni egy ilyen autót” – mondta az EPFL kutatója.
Az új eljárás további el?nye, hogy eddig csak drága katalizátorok, például ruténium-, iridium-, ródium- vagy platinatartalmú vegyületek segítségével sikerült hangyasavból hidrogént el?állítani. A svájci és németországi kutatók eredménye az, hogy olyan katalitikus eljárást fejlesztettek ki, amely drága átmenetifémek helyett vasat használ. A vaskatalizátoros módszer már szobah?mérsékleten jó hatásfokkal dolgozik, a legjobb eredmények azonban 80 Celsius-fokon érhet?k el. A kutatócsoport eredményeit a Science tudományos folyóiratban ismertette. A most közölt kutatási eredményhez a szén-dioxid redukciójával kapcsolatos kutatások vezettek el (a redoxi folyamatok azok a kémiai reakciók, amelyekben a reakcióban részt vev? egyik anyag lead, a másik pedig felvesz elektronokat – a leadó oxidálódik, míg a felvev? redukálódik). A lausanne-i EPFL-n az els? tudományos közlemény 1999-ben készült ebben a témában.
A hangyasav természetes anyag, kinyerhet? rovarokból és csalánból. Iparilag jelenleg szén-monoxidból állítják el?, ezen kívül az ecetsav el?állításának mellékterméke; mindemellett olcsó is: egy liter bel?le 0,5-2 euróba kerül. Általában tartósítószerként és antibakteriális hatása miatt használják.
Az ipari felhasználásra szánt hidrogént jelenleg fosszilis energiahordozókból, vagyis földgázból, k?olajból vagy szénb?l állítják el?, vagy elektrolízises vízfelbontást használnak. Egyik eljárás sem számít környezetbarát megoldásnak – elektrolízis esetén például, a különböz? veszteségek miatt összességében kevesebb energia nyerhet? ki az el?állított hidrogénb?l, mint ha az el?állítására használt energiát használnák fel egyb?l (a módszert tehát „veszteséget” termel energetikai szempontból).
forrás: origo.hu
Az elnyert beruházási összeg nyolc pályázat között oszlik meg, els?sorban oktatási intézményeket érint. Els?ként az ibrányi Móricz Zsigmond Gimnázium, Szakközépiskola, Szakiskola és Kollégium újulhat meg mintegy 232 millió forintból – mondta el Seszták Oszkár, a megyei önkormányzat fideszes elnöke a szerdai ibrányi projektnyitó rendezvény után az MTI-nek. A 162 millió forintos támogatás mellé az öner?t kötvények révén biztosítja az önkormányzat – tette hozzá helyhatóság elnöke. A beruházás keretében az 1962-ben alapított intézmény f?épülete mellett a kollégium és tanm?hely energetikai rekonstrukciója valósul meg. Elvégzik a falak és a tet? h?szigetelését, az elavult nyílászárók cseréjét, a f?tés és világítás korszer?sítését, a fosszilis energia részleges kiváltására pedig napkollektorokat és napelemeket szerelnek fel. A fejlesztéssel az épület és a felújítással érintett berendezések energiaköltsége csaknem felére csökken. A projekt kés?bb az önkormányzatnak helyet adó megyeháza és több térségi iskola épületének rekonstrukcióival folytatódik, melyt?l évente 100 millió forint megtakarítást remél a szabolcsi önkormányzat.
forrás: MTI
