Technologie LOHC slibuje rychlejší nástup vodíku

Od přelomu století rozbíhají dominantní světoví výrobci sériovou výrobu stále účinnějších a levnějších složek vodíkové energetiky: Siemens svoje elektrolyzéry PEM, kanadský Ballard i General Electric účinnější palivové články. Významné automobilky vedle středisek pro vývoj elektromobilů paralelně otevírají oddělení na „zelené“ elektromobily pro osobní a nákladní dopravu i autobusy s palivovými články. Pokroková města začala s pilotními projekty vodíkové mobility. Londýn nasadil patrové vodíkové autobusy, Paříž se chlubí tisícovkou H-taxíků, Německo přišlo s první vodíkovou železnicí a s menšími letouny, Čína s vodíkovou tramvají… Všechny významnější světové univerzity zapojily nové výzkumné kolektivy k dořešení principů a vylepšení účinnosti vodíkových technologií, které pak prezentují na mezinárodních konferencích a veletrzích s emblémy „H“.

Základní výzkum otevírá nové a nové způsoby, jak ještě jinak a racionálněji ukládat elektřinu do vodíku, aby se zvládlo vyrovnávání obrovsky kolísajících výkonů rychle přibývajících solárních a větrných zdrojů. Ukládání do podzemních úložišť naráží na nedostatek efektivních míst, ukládání vodíku do metalických zásobníků zatím marně hledá dostatek k tomu potřebných vzácných kovů. Nad vodíkovými projekty si lámou hlavy správy chytrých měst a hledají patronáty i finanční podporu. Velkou překážkou je nákladný a nebezpečný způsob přepravy a rozvozu vodíku buď v podobě plynu (ale při tlaku 7 až 10 MPa), nebo v kapalné kryogenní podobě při teplotě -253 °C (!). To vše ale může výrazně urychlit nečekaný (a zatím i málo publikovaný) objev technologie LOHC. Slibuje racionálnější a bezpečnější způsob transportu vodíku do měst a továren stoletou plynárenskou cestou. Německá společnost Hydrogenious Technologies pracuje na systému použitelném na palubách velkých dopravních prostředků, typicky lodí, kde by se vodík uvolněný z LOHC použil na generování elektřiny k pohonu elektromotorů.

Technologie LOHC byla nejprve universitním projektem

Po pětiletém vývoji 29. ledna 2016 v německém Erlangenu předvedla německá společnost Hydrogenious Technologies tisku a veřejnosti první komerční zařízení na ukládání a přepravu vodíku v tekutém organickém nosiči LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier). Vedoucí kolektivu vědců a její dnešní ředitel Dr. Ing. Daniel Teichman ji představil populárně jako „opakovaně použitelnou láhev na vodík“. Téměř tři roky hledal s dvacetičlennou skupinou vědců v laboratořích Erlangenské Univerzity tekutinu, která by za pomoci katalyzátorů dokázala bezpečně pohlcovat vodík a za normálních podmínek s ním manipulovat a přepravovat jej do míst spotřeby, kde se za pomoci jiných katalyzátorů vodík uvolní k použití. „Nosná“ tekutina se třeba tisíckrát může vracet dodavateli k opakovaným přenosům. Začali iontovou kapalinou karbazol, nakonec ale dospěli k dibenzyltoluenu, jehož litr přijde jen na několik eur. Ze stovek dalších podobných kapalin, které zkoušeli, se ukázal jako zdravotně nejbezpečnější.

Konec výmluv na nedostatek plnicích stanic?

Jako ukázku předvedli tisícilitrovou nádrž s nažloutlým obsahem, do kterého pomocí katalyzátorů za teploty 200 °C „natlačili“ všechen vodík z 57 tlakových plynových lahví H2! S hustotou o málo těžší než obyčejná voda udrží tato tekutina v rozmezí od -39 oC do teploty kolem nejvýše 390° C vodík bez ztrát po neomezenou dobu, což otevírá cestu k bezpečnému skladování energie. V případě potřeby se pak kdykoliv exotermickou reakcí zahřátím a působením platinových a palladiových katalyzátorů vodík uvolní uživatelům ke spotřebě. Ti ho mohou využít prostřednictvím palivového článku na výrobu elektřiny, nebo kogenerací i na teplo ke spalování či ohřevu, případně k pohonu spalovacích motorů či turbín. Zatím firma nenabízí mobilní verzi, kontejnery jsou trvale instalovány na místě. V minulosti probíhal i výzkum kontejnerizovaných systémů se začleněním palivových článků, ale zatím se tato kombinace nenabízí.

Česká stopa

Revoluční metoda do dnešní doby už dostala stovky mezinárodních uznání a lavinovitě se šíří světem zejména cestou strategických investorů společnosti Hydrogenius LOHC Technologies Gmbh. Pro další rozvoj byl zatím nejcennějším vstup skupiny Winkelmann, Mitsubishi Group a Hyundai Motor Company. Čtenáře potěší, že na spolupráci se podílí i česko-americká společnost United Hydrogen Group. Ukládací stanice pro hydrogenizaci (tzv. storageBOX) a pro odběr vodíku (tzv. releaseBOX) instalované do kontejnerové architektury jsou již na světovém trhu. Vůbec největším přínosem LOHC však je to, že nevyžaduje zásadní přestavbu celosvětové plynového hospodářství (potrubní sítě, zásobníky, cisternové automobily, říční i námořní lodě), což ušetří světu na cestě k vodíkovým zítřkům obrovské materiální a finanční investice. Důležité je, že i Francie se nedávno rozhodla pro technologii LOHC, kterou zde vyvíjí společnost AREVA spolu se švýcarskou Swis H2 Industries.

To ovšem neznamená, že by se nadále nehledaly i jiné způsoby a technologie výroby a transportu kapalného či plynného vodíku. Například Velká Británie ho zkouší ukládat zcela jiným principem „Cells Energy“ do polymerních nanovláken, absorbujících vodík při teplotách kolem 80 °C.