Έχει ήδη καταστεί σαφές ότι εάν επιθυμούμε ένα πιο «πράσινο», κλιματικά και περιβαλλοντικά υγιές μέλλον, πρέπει να ληφθούν αποφάσεις και να γίνουν ενέργειες με ισχυρές προοπτικές ανάκαμψης για το κλιματικό σύστημα και το περιβάλλον, μέσα στο οποίο ζούμε τόσο εμείς και τα κατοικίδια ζώα μας, όσο και τα ζώα στην άγρια φύση. Κι αυτό, για την καλύτερη υγεία, αλλά και για μία αναβαθμισμένη ποιότητα ζωής για όλους μας. Τόσο για εμάς και τα πλάσματα που ζουν σήμερα, όσο και για τις επόμενες γενιές -ζώων και ανθρώπων.

Η βλάβη που έχει υποστεί το περιβάλλον, παρότι εκτεταμένη, θεωρείται ότι ακόμη είναι αναστρέψιμη. Βάσει αυτού, ερευνητές ανά τον πλανήτη διενεργούν κάθε είδους έρευνα που μπορεί να συμβάλλει στην κατανόηση του προβλήματος, όπως και στην ανακάλυψη των τρόπων και των μεθόδων διαχείρισης που θα οδηγήσουν στην, μερική έστω, αναστροφή του.

Το «πράσινο» υδρογόνο

Αυτή τη φορά, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Τβέντε στην Ολλανδία ανέπτυξαν ένα νέο σύνθετο υλικό που υπερτερεί των μεμονωμένων ενώσεων κατά μία έως δύο τάξεις μεγέθους. Το εν λόγω σύνθετο υλικό αποτελείται από πληθώρα στοιχείων που αφθονούν στη γη, τα οποία θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν για την αποτελεσματική παραγωγή υδρογόνου, δίχως να απαιτούνται σπάνια και πολύτιμα μέταλλα, όπως η πλατίνα. Η ερευνητική εργασία των επιστημόνων δημοσιεύθηκε στο περιοδικό “ACS Nano”.

Με τον όρο «πράσινο» νοείται το υδρογόνο, ή η ενέργεια εν γένει, που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ή από διεργασίες που συνοδεύονται από χαμηλές εκπομπές άνθρακα. Το «πράσινο» υδρογόνο, όπως αναφέρεται, θεωρείται ότι πρόκειται για τον φορέα ενέργειας του μέλλοντος.

Ουσιαστικά, το υδρογόνο προσφέρει έναν τρόπο αποθήκευσης (πράσινης) ενέργειας για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Συνεπώς, η όσο το δυνατόν πιο αποδοτική παραγωγή του γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι καθίσταται ιδιαίτερα σημαντική. Και μία από τις πιο βιώσιμες μεθόδους παραγωγής φιλικού προς το περιβάλλον υδρογόνου είναι η ηλεκτρόλυση του νερού. Το πρόβλημα όμως είναι ότι με τις τρέχουσες μεθόδους ηλεκτρόλυσης, χρειαζόμαστε πολλά σπάνια και ακριβά υλικά, ειδάλλως η διαδικασία δεν είναι αρκετά αποδοτική.

«Επί του παρόντος, οι πιο αποτελεσματικοί ηλεκτρολύτες περιέχουν λευκόχρυσο και ιρίδιο, τα οποία χρειάζονται για τα ηλεκτρόδια στα οποία παράγεται το αέριο υδρογόνο και το οξυγόνο από το νερό. Εντούτοις, η πλατίνα -και ιδιαίτερα το ιρίδιο- είναι πολύ σπάνια. Επομένως, αναζητάμε συνεχώς υλικά ηλεκτροδίων από ύλες που συναντώνται σε αφθονία, τα οποία μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματικοί και σταθεροί ηλεκτροκαταλύτες», εξηγεί ο ερευνητής Κρις Μπάουμερ από το Πανεπιστήμιο του Τβέντε.

Τα 5 «μαγικά» μέταλλα και το φαινόμενο συνέργειας

Ακριβώς αυτό που έψαχναν ο επιστήμονας και η ομάδα του, το βρήκαν σε ένα νέο υλικό, σε μία ένωση που περιέχει πέντε διαφορετικά μέταλλα μετάπτωσης. Μεμονωμένα, τα πέντε αυτά μέταλλα μετάπτωσης είναι μόνο μέτρια δραστικά όταν χρησιμοποιούνται ως καταλύτες. Αλλά οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η συνδυασμένη δραστικότητα ξεπερνά σημαντικά τις μεμονωμένες ενώσεις, εξηγεί ο Μπάουμερ.

«Περιμέναμε ότι η σταθερότητα σε σύγκριση με τα παραδοσιακά σύνθετα υλικά θα ήταν αυξημένη, αλλά όταν ξεκινήσαμε τις δοκιμές, σύντομα αποδείχθηκε ότι και η δραστικότητα ήταν κατά πολύ υψηλότερη. Σε συνεργασία με τους εταίρους μας από την Καρλσρούη (Γερμανία) και το Μπέρκλεϊ (ΗΠΑ), διαπιστώσαμε ότι τα επιμέρους μέταλλα μετάπτωσης μπορεί να “βοηθούν” το ένα το άλλο, ώστε το συνδυασμένο υλικό να είναι καλύτερο από το άθροισμα των μερών του, κάτι που αναφέρεται ως “φαινόμενο συνέργειας”».

Βέβαια, τα νέα αυτά ευρήματα δεν σημαίνουν ότι μπορούμε να αντικαταστήσουμε άμεσα όλα τα ηλεκτρόδια με αυτό το νέο υλικό. Ο συνδυασμός των πέντε διαφορετικών υλικών είναι πολύπλοκος, ενώ η δράση τους δοκιμάστηκε μέχρι στιγμής μόνο σε εργαστηριακό περιβάλλον.

«Συγκρίνουμε ένα πρόσφατα ανακαλυφθέν σύνθετο υλικό με υλικά βελτιστοποιημένα για παραγωγή μεγάλης κλίμακας, πράγμα που σημαίνει ότι το νέο μας υλικό πρέπει να δοκιμαστεί και σε βιομηχανική κλίμακα. Ωστόσο, με κάποιες διορθώσεις και περαιτέρω έρευνα, αυτός ο συνδυασμός μετάλλων μετάπτωσης έχει τη δυνατότητα να ξεπεράσει τις διαθέσιμες εναλλακτικές λύσεις που υπάρχουν σήμερα», εξηγεί ο μεταδιδακτορικός ερευνητής Shu Ni, ο οποίος ηγείται αυτών των μελλοντικών εξελίξεων για τη βελτιστοποίηση των υλικών.

Πηγή: Έρευνα