Wodór uważany jest za czyste i odnawialne paliwo przyszłości. W stanie wolnym nie występuje na naszej planecie – wytwarzany jest z wody lub węglowodorów. Naukowcy z UW opracowali nową metodę wydajnej syntezy czystych magazynów wodoru.

Węgiel jako dodatek do paliw jest niepożądanym pasażerem. Po pierwsze, dlatego że emituje dwutlenek węgla, który jest uważany za gaz cieplarniany. Po drugie, paliwa kopalne niedługo się skończą: ropa naftowa i gaz ziemny za ok. 100 lat, a węgiel za 1000. Zapotrzebowanie na energię szybko rośnie, a surowców jest coraz mniej.

Paliwo ze słońca

Są tylko dwa rodzaje energii, które mogą pomóc w rozwiązaniu problemu energetycznego: słoneczna oraz jądrowa. Oba źródła są zasobne, ale trudno dostępne. Z wielu powodów to pierwsze rozwiązanie wydaje się prostsze do wykonania – wybrały je przecież fotosyntezujące rośliny. Ludziom w okiełznaniu energii słonecznej przyda się jedynie sporo słońca i niewielka ilość prądu elektrycznego. W procesie fotoelektrolizy wody (H₂O) chemicy oddzielają tlen (O₂) od wodoru (H₂), który może później trafić do sieci gazociągowej i zasilać fabryki, domy albo szklarnie.

W warunkach normalnych pierwiastkowy H₂ jest gazem, więc aby zostać zmagazynowanym w zbiorniku paliwa do zastosowań mobilnych, musi być najpierw sprężony, skroplony lub zmagazynowany chemicznie. Te dwa pierwsze rozwiązania mają sporo wad. Właśnie dlatego na świecie prowadzone są intensywne badania nad chemicznym magazynowaniem paliwa wodorowego w fazie stałej o docelowej wagowej zawartości H ok. 7,5–9,0%. Jedną z najbardziej obiecujących rodzin stałych paliw wodoru są złożone borowodorki – związki lekkich metali, boru i wodoru.

Bez odpadów

Dotychczas takie stałe borowodorkowe paliwa zawierały od 40 do 60% chemicznego magazynu wodoru. Resztę stanowiły różne odpady powstające w procesie syntezy, np. chlorek litu (LiCl). Używając typowych chemicznych i fizycznych metod rozdziału, nie dało się odseparować tej „martwej masy”. Używając takiego paliwa, samochody woziłyby do 60% zbędnego obciążenia w bakach, a kierowcy musieliby częściej tankować.

Zespół badaczy z Centrum Nowych Technologii oraz studentów z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego opisał nową metodę syntezy, która pozwala na otrzymanie paliwa zawierającego do 99% stałego baku wodoru. Naukowcy użyli dwuetapowej reakcji metatezy (wymiany) w rozpuszczalnikach organicznych, co pozwoliło na oddzielenie „masy martwej”. W ten sposób udało im się dokonać syntezy lekkich borowodorków złożonych z litu/cynku i sodu/cynku oraz otrzymać nieznane dotychczas związki z rodziny borowodorków metali alkalicznych i itru. Odkrycie to stanowi istotny przełom w drodze do finalnego celu: bezodpadowej technologii wytwarzania wydajnego i odwracalnego paliwa wodorowego w fazie stałej.