При производстве водорода, даже с использованием самых эффективных систем, теряется значительная часть энергии — обычно 20-30%. Для получения килограмма водорода, который может запасти 39,4 кВт⋅ч энергии, требуется около 52,5 кВт⋅ч энергии. Это неэффективное использование возобновляемых источников энергии и дополнительный фактор, сдерживающий конкурентоспособность «зеленого» водорода по сравнению с ископаемым топливом и батареями во многих областях применения.
Вот почему капиллярный электролизер австралийской компании Hysata является такой интересной разработкой. Он обладает невероятной эффективностью — 95%. Для создания одного килограмма водорода требуется всего 41,5 кВт⋅ч энергии. Это снижает эксплуатационные расходы для производителей водорода, а также сокращает капитальные затраты благодаря более дешевой установке и эксплуатации. Результат — самый дешевый зеленый водород на сегодняшний день.
Компания Hysata утверждает, что ключевая особенность их разработки заключается в устранении пузырьков водорода и кислорода в электролите между анодом и катодом.
Пузырьки не проводят ток и могут прилипать к поверхности электродов, уменьшая их площадь контакта с электролитом. Это увеличивает сопротивление в системе и объясняет большую часть теряемой энергии. Конструкция Hysata размещает электролит в нижней части устройства. Он поднимается вверх через пористый, гидрофильный сепаратор, расположенный между электродами. Таким образом, каждый электрод имеет полный и прямой контакт с электролитом с внутренней стороны и сухую камеру с внешней.
По мере того, как вода поднимается по трубке и разделяется на водород и кислород, газам не нужно образовывать пузырьки, пробиваясь сквозь электролит. Это значительно уменьшает сопротивление в системе. Благодаря капиллярному эффекту вода поднимается по центральному сепаратору без необходимости использования какого-либо насоса. В результате общая эффективность процесса резко возрастает.
В лабораторных условиях установка показала эффективность до 98%. В реальности этот показатель может составлять 95%.
Технология Hysata действительно впечатляет, и инвесторы, похоже, с этим согласны. На прошлой неделе компания объявила о привлечении $111 млн в рамках инвестиционного раунда серии B. В пресс-релизе говорится, что компания «использует эти средства для расширения производственных мощностей на своем производственном объекте на берегу моря в Вуллонгонге, Новый Южный Уэльс, а также для развития своей технологии с целью достижения масштабов производства в гигаваттах».
Водород обещает стать полезным чистым топливом и накопителем энергии в условиях экономики с нулевыми выбросами углерода, перенося больше энергии на вес, чем батареи. Это потенциальное решение для трудно поддающихся декарбонизации секторов, таких как авиация, судоходство, тяжелое машиностроение, тяжелая промышленность и грузоперевозки. Однако Hysata, как и другим производителям электролизеров, придется столкнуться с жесткими рыночными условиями в краткосрочной перспективе. Согласно недавно опубликованному отчету исследовательской фирмы BloombergNEF, проблема рынка электролизеров заключается не в предложении, не в стоимости и не в эффективности. Главная проблема — это спрос. Только одной компании, производящей исключительно электролизеры, удалось получить прибыль в прошлом году; остальные понесли убытки на сумму до $1,4 млрд. Причина в основном связана с более медленным, чем ожидалось, внедрением субсидий в США и ЕС. Это вынудило многих разработчиков на стороне спроса отложить или вовсе аннулировать свои заказы на электролизеры.
В любом случае, зеленый водород будет производиться с использованием возобновляемых источников энергии, а технология Hysata позволит свести к минимуму потери энергии в этом процессе.
