Για να γίνει η παραγωγή υδρογόνου μια ευρέως διαδεδομένη κλιματική λύση, πρέπει να γίνει πολύ φθηνότερο. Μια startup στην Αυστραλία ισχυρίζεται ότι έχει έναν τρόπο να το κάνει αυτό.
Η Hysata, με έδρα το Wollongong, νότια του Σίδνεϊ, συγκέντρωσε 111 εκατομμύρια δολάρια από επενδυτές για να κλιμακώσει την τεχνολογία της για την παραγωγή υδρογόνου από ηλεκτρική ενέργεια. Το πλεονέκτημα της εταιρείας είναι η ενεργειακή απόδοση του ηλεκτρολύτη της, μιας μηχανής που διαχωρίζει το υδρογόνο από το νερό.
Το πράσινο υδρογόνο είναι επί του παρόντος πολύ πιο ακριβό από την εναλλακτική που δημιουργείται από τα ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα, εμποδίζοντας την υιοθέτησή του. Αλλά οι επενδύσεις αυξάνονται για να προσπαθήσουν να καλύψουν αυτό το χάσμα, με τις κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο να παρέχουν τεράστιες επιδοτήσεις για να δώσουν κίνητρα στην παραγωγή τους. Οι δαπάνες για ηλεκτρολύτες υπερτριπλασιάστηκαν πέρυσι στα 8,7 δισεκατομμύρια δολάρια, σύμφωνα με το BloombergNEF.
Το υδρογόνο, μια βασική εισροή στην παραγωγή αμμωνίας και διύλισης πετρελαίου, παράγεται σήμερα κυρίως με ορυκτά καύσιμα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα περίπου 900 εκατομμύρια μετρικούς τόνους εκπομπών CO2 το 2022, σύμφωνα με τον IEA. Η χρήση ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή του αερίου, το οποίο παράγει νερό μόνο όταν καίγεται, μπορεί να το κάνει πιο φιλικό προς το κλίμα. Το λεγόμενο πράσινο υδρογόνο θα μπορούσε δυνητικά να εκτοπίσει το φυσικό αέριο και τον άνθρακα σε άλλες διεργασίες με βαριές εκπομπές, όπως η παραγωγή χάλυβα, η ναυτιλία και η αποθήκευση ενέργειας που έχουν λίγες εναλλακτικές λύσεις σε χαμηλότερες εκπομπές.
Για να κατανοήσετε την τεχνολογία της Hysata, βοηθάει να κοιτάξετε μέσα σε έναν ηλεκτρολύτη. Οι μηχανές εφαρμόζουν ηλεκτρισμό στο νερό και χωρίζουν την ένωση στα συστατικά της στοιχεία υδρογόνο και οξυγόνο. Είναι πολύ εύκολο να φτιάξετε έναν ηλεκτρολύτη στο σπίτι που παράγει μικρές ποσότητες υδρογόνου. Το μόνο που χρειάζεστε είναι δύο κομμάτια στερεού μετάλλου, λίγο σύρμα, αλμυρό νερό και μια πηγή ηλεκτρισμού.
Η πρόκληση της κατασκευής ενός καλού ηλεκτρολύτη είναι να διασφαλιστεί ότι μετατρέπει όσο το δυνατόν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια σε παραγωγή υδρογόνου. Αυτό συμβαίνει επειδή η τιμή του υδρογόνου καθορίζεται κυρίως από το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας που χρησιμοποιείται για την παραγωγή του: υψηλότερη απόδοση σημαίνει χαμηλότερο κόστος.
Οι σημερινοί εμπορικοί ηλεκτρολύτες τελευταίας τεχνολογίας μετατρέπουν περίπου το 75% της ηλεκτρικής ενέργειας σε υδρογόνο. Ένας από τους μεγάλους λόγους για την απώλεια ενέργειας οφείλεται στις φυσαλίδες, οι οποίες κάνουν το νερό να χάσει την επαφή με το μέταλλο που είναι κρίσιμο για τη διάσπαση του νερού.
Δεδομένου ότι οι ηλεκτρολύτες μετατρέπουν το υγρό νερό σε υδρογόνο, μπορεί να πιστεύετε ότι οι φυσαλίδες είναι αναπόφευκτες. Ωστόσο, η Hysata λέει ότι βρέθηκε μια σημαντική ανακάλυψη για να τους αποφύγει. Η τεχνική της εταιρείας είναι προϊόν μιας δεκαετίας δουλειάς του Gerry Swiegers, συνιδρυτή και ανώτερου καθηγητή της Hysata στο Πανεπιστήμιο του Wollongong, και της ομάδας του στην Αυστραλία.
Αφού δοκίμασε διαφορετικά υλικά, συμπεριλαμβανομένου του Gore-Tex, η ομάδα ερευνητών του χρησιμοποίησε μια περίεργη ιδιότητα του νερού για να αποφύγει τη δημιουργία φυσαλίδων. Αυτή η ιδιότητα είναι η τριχοειδής δράση, η οποία είναι όταν ένα υγρό σε ένα στενό χώρο μπορεί να ανυψωθεί ενάντια στη δύναμη της βαρύτητας. Είναι μια από τις δυνάμεις που χρησιμοποιούν τα δέντρα για να αντλούν νερό από το έδαφος μέχρι τα φύλλα στην κορυφή.
Ο ηλεκτρολύτης που προκύπτει περιλαμβάνει ένα σφουγγάρι λεπτής στρώσης στη μέση, το οποίο τραβάει το νερό προς τα πάνω μέσω τριχοειδούς δράσης. Και στις δύο πλευρές του σφουγγαριού υπάρχουν πορώδεις μεταλλικές πλάκες που περιέχουν νικέλιο, οι οποίες έρχονται σε επαφή με ένα λεπτό στρώμα νερού. Όταν εφαρμόζεται ηλεκτρισμός σε αυτό το στοιχείο, το νερό χωρίζεται σε υδρογόνο και οξυγόνο που διαλύονται πρώτα στο υγρό και μεταφέρονται έξω μέσω των πορωδών ηλεκτροδίων χωρίς να δημιουργούν φυσαλίδες. Η απόδοση που προκύπτει, λέει ο Swiegers, είναι 95%.
«Δεν μπορούσα να πιστέψω ότι ήταν αληθινό», είπε ο Swiegers. «Σκέφτηκα ότι μπορεί να υπάρχει κάποιο λάθος στα πειράματά μας, οπότε πήραμε τους καλύτερους μου ανθρώπους να αναπαράγουν τα πειράματα επανειλημμένα. Και συνεχίσαμε να παίρνουμε αυτά τα καλά αποτελέσματα».
Οι εκτιμήσεις της Hysata υποδηλώνουν ότι η ανακάλυψη θα οδηγήσει σε εξοικονόμηση κόστους "διψήφια". Μέρος αυτού προέρχεται από την απαίτηση λιγότερης ενέργειας για την παραγωγή υδρογόνου, αλλά προέρχεται επίσης από τη μη ανάγκη εξοπλισμού που χρησιμοποιούν άλλοι ηλεκτρολύτες για τη διαχείριση αντλιών ψύξης ή υψηλής πίεσης.
Ο Swiegers ίδρυσε την Hysata το 2021 μαζί με τον Διευθύνοντα Σύμβουλο Paul Barrett και τον Chief Product Officer Tom Campey. Η εταιρεία στοχεύει να χρησιμοποιήσει τα χρήματα που έχει συγκεντρώσει τώρα για να κλιμακώσει το εργατικό δυναμικό της και την παραγωγική της ικανότητα για να εμπορευματοποιήσει την τεχνολογία.
Οι επενδυτές της Hysata περιλαμβάνουν τα venture όπλα της βρετανικής μεγάλης πετρελαϊκής BP Plc και της εταιρείας κατασκευής ανεμογεννητριών Vestas Wind Systems A/S, της νοτιοκορεατικής χαλυβουργίας POSCO Holdings Inc και της Templewater, ενός επενδυτικού ομίλου που συνιδρύθηκε από τον πρώην τραπεζίτη της Deutsche Bank AG, Cliff Zhang.
Η Hysata δεν είναι η μόνη εταιρεία που ισχυρίζεται ότι έχει βρει έναν τρόπο να παράγει υδρογόνο με 95% απόδοση. Η H2Pro που εδρεύει στο Ισραήλ λέει ότι η διαδικασία δύο σταδίων για πράσινο υδρογόνο μπορεί επίσης να παραβιάσει αυτό το σημάδι. Υπάρχουν επίσης εταιρείες που χρησιμοποιούν θερμότητα και ηλεκτρισμό για την παραγωγή πράσινου υδρογόνου, υποστηρίζοντας ότι μειώνει τη συνολική τιμή παραγωγής του φυσικού αερίου.
Ο Barrett της Hysata λέει ότι αναμένει ότι οι μονάδες εμπορικής κλίμακας της startup θα αναπτυχθούν το 2025. Αυτή είναι μια γρήγορη ανάκαμψη για μια startup τριών ετών. «Απ' όσο γνωρίζω, καμία από τις νεοφυείς επιχειρήσεις που ισχυρίζονται ότι έχει επιτύχει καινοτομίες στην αποτελεσματικότητα δεν σας έχει ακόμη κλιμακώσει για την κατασκευή τους», δήλωσε ο Martin Tengler, επικεφαλής υδρογόνου στο BloombergNEF.
