/nginx/o/2024/10/18/16426805t1hbc77.png)
/nginx/o/2025/06/22/16945400t1h1305.jpg)
Kui hüpitate käes tühja joogipurki, siis on võimalik sellest vesinikku teha. MITi teadlased on avastanud viisi, kuidas muuta igapäised alumiiniumijäätmed vesinikukütuseks – ja seda märksa rohelisemalt kui senised meetodid. Sellest võib sündida täiesti uus suund puhtas energiatootmises, millel on potentsiaali muuta nii maismaa- kui merekütust. Aga kas see on tõesti teostatav? Uuring annab esimest korda selge vastuse.
Vesinikul on potentsiaal saada kliimasõbralikuks kütuseks, kuna selle kasutamine energiaallikana ei tekita süsihappegaasi. Praegu põhineb aga enamik nö taskukohase hinnaga vesiniku tootmise meetodeid fossiilkütustel, mis muudab selle kogu elutsüklit arvesse võttes üldsegi mitte «roheliseks» kütuseks. Tõsi lisaks maagaasist vahetule vesiniku tootmisele on olemas ka elektrolüüserid, mis kasutades taastuvallikatest (päike, tuul) pärit elektrist suudavad veest valmistada vesinikku. Nende puhul määrab aga vesiniku hinna just taastuvelektri hind. MITi insenerid on nüüdseks välja töötanud protsessi, mis võib oluliselt vähendada vesiniku tootmisega seotud süsinikujalajälge. Eelmisel aastal näitas MIT uurimisrühm, et nad suudavad toota vesinikku, kombineerides merevee taaskasutatud joogipurkide ja kofeiiniga. Kofeiini lisand pole lihtsalt maitseks vaid selles olev imidasool aktiveerib lagunemisprotsessi. Tookordne küsimus oli, kas see laboris saavutatud tulemus on skaleeritav tööstuslikule tasemele ja milline on selle keskkonnamõju. Nüüd on teadlased läbi viinud kogu protsessi hõlmava elutsüklianalüüsi, hinnates iga sammu süsinikuheidet tööstuslikus mastaabis. Arvesse võeti näiteks alumiiniumi hankimise ja töötlemise emissioone, reaktsiooni mereveega vesiniku saamiseks ning selle transpordi heitmeid teel tanklatesse, kus tarbijad saaksid vesinikku kasutada sisepõlemismootoris või kütuseelemendil töötavate sõidukite jõuallikana. Tulemused näitavad, et uus meetod tekitab võrreldes tavapäraste tootmisviisidega oluliselt vähem süsinikuheidet. Ajakirjas Cell Reports Sustainability avaldatud uuringu kohaselt toodab see protsess ühe kilogrammi vesiniku kohta 1,45 kilogrammi süsihappegaasi. Võrdluseks: fossiilkütustel põhinevad meetodid tekitavad sama koguse vesiniku kohta 11 kilogrammi CO₂. Selline madal emissioonitase on võrreldav teiste rohelise vesiniku tehnoloogiatega, mida toidavad näiteks päikese- ja tuuleenergia. Uuringu juhtivautor Aly Kombargi, kes sel kevadel kaitses MITis doktorikraadi masinaehituses, selgitas, et töö toob esile alumiiniumi potentsiaali puhta energia allikana ning pakub skaleeritavat teed vähese emissiooniga vesiniku tootmiseks transpordis ja muudeski energiaarendustes. Tavapäraselt ei tekita alumiiniumipurk vette sattudes keemilist reaktsiooni, kuna alumiinium moodustab koheselt oksüdeerudes kaitsekihi. Kui aga see kiht eemaldada – näiteks galvaanilise sulami gallium-indium abil – saab alumiinium reageerida veega, lagundades selle vesinikuks ja alumiiniumoksiidiks. Reaktsioon on energiarikas ja väikesest kogusest alumiiniumist piisab märkimisväärse hulga vesiniku saamiseks. Teadlased näitasid, et segu puhtast alumiiniumist ja mereveest toodab tõhusalt vesinikku, kusjuures vee soolad aitavad gallium-indiumi sademena välja tuua, võimaldades selle taaskasutamist ja vähendades kulusid. Nüüd soovisid nad hinnata kogu protsessi keskkonnamõju. Elutsüklianalüüs viidi läbi Earthsteri-nimelise tööriista abil, kus võeti arvesse erinevaid stsenaariume: kas kasutada primaarset ehk maapõuest kaevandatud alumiiniumi või sekundaarset ehk taaskasutatud purke, samuti erinevaid transpordimeetodeid. Parima tulemuse andis stsenaarium, kus kasutati taaskasutatud alumiiniumi ja merevett, saavutades 1,45 kg CO₂ ühe kilogrammi vesiniku kohta. Kütuse maksumuseks kujunes umbes 9 dollarit kilogrammi kohta, mis on konkurentsivõimeline teiste roheliste tehnoloogiatega. Tulevikus võiks tootmisahel välja näha järgmiselt: taaskasutatud alumiiniumist valmistatakse graanulid, mis töödeldakse gallium-indiumiga ning transporditakse kütusejaama. Seal segatakse need mereveega ja toodetakse vesinikku kohapeal. Tarbijad saaksid vesiniku tankida otse sisepõlemis- või kütuseelemendiga sõidukitesse. Tootmisprotsessi kõrvalproduktiks on bömiit – alumiiniumil põhinev mineraal, mida kasutatakse elektroonikas ja tööstustoodetes. Selle taaskasutus võiks veelgi vähendada kogu protsessi kulusid. Teadlased on valmistanud ka väikese reaktori, umbes veepudeli suuruse, mis toodab alumiiniumgraanulitest ja mereveest piisavalt vesinikku, et toita elektriratast mitu tundi. Näidati, et protsess suudab väikese auto kütusega varustada. Edasised plaanid hõlmavad ka veealuseid rakendusi, sealhulgas paatide ja allveesõidukite varustamist kohaliku merevee baasil toodetud vesinikuga. See töö tõestab, et alumiiniumpõhine vesinikutootmine võib olla nii keskkonnasäästlik kui ka praktiline.
Allikas: Tech Xplore