Odpady z przemysłu papierniczego mogą przyczynić się do tańszej produkcji czystej energii
Naukowcy z chińskich uczelni opracowali wydajny katalizator do produkcji wodoru na bazie ligniny – odpadu z przemysłu papierniczego. Nowe rozwiązanie może znacząco obniżyć koszty i zwiększyć skalowalność technologii wodorowych.
![gaz i wodor [default]](https://enerad.pl/wp-content/uploads/gaz_i_wodor_default_2.webp)
Nowy katalizator z ligniny – przełom w produkcji wodoru
Zespół naukowców z Shenyang Agricultural University oraz Guangdong University of Technology w Chinach opracował innowacyjny katalizator do produkcji wodoru, wykorzystując ligninę – powszechny produkt uboczny procesów papierniczych i biorafineryjnych. Odkrycie to może przyczynić się do rozwoju tańszych i bardziej zrównoważonych technologii wodorowych.
Jak działa katalizator oparty na odpadach roślinnych?
Nowy materiał powstaje poprzez osadzenie nanocząstek tlenku niklu i tlenku żelaza w włóknach węglowych uzyskanych z ligniny. Takie połączenie zapewnia wysoką wydajność i trwałość podczas reakcji ewolucji tlenu – kluczowego etapu elektrolizy wody. Badania wykazały, że katalizator osiąga niską nadpotencjał rzędu 250 mV przy gęstości prądu 10 mA/cm² i zachowuje stabilność przez ponad 50 godzin w warunkach wysokiego obciążenia.
Przewaga nad tradycyjnymi katalizatorami
Dotychczas w dużej skali stosowano katalizatory oparte na metalach szlachetnych, które są kosztowne i mniej dostępne. Nowe rozwiązanie z ligniny stanowi tańszą alternatywę, oferując szybkie kinetyki reakcji oraz długoterminową trwałość. Mikroskopia i modelowanie wykazały, że kluczową rolę odgrywa tu specjalnie zaprojektowany interfejs nanoskali, umożliwiający efektywne wiązanie i odłączanie cząsteczek pośrednich.
Potencjał skalowania i zrównoważony rozwój
Lignina jest jednym z najpowszechniejszych naturalnych polimerów, jednak zazwyczaj jest spalana w celu uzyskania niewielkiej ilości energii. W tym projekcie przekształcono ją w przewodzące włókna węglowe przy użyciu elektroprzędzenia i obróbki termicznej. Powstały katalizator, oznaczony jako NiO/Fe3O4@LCFs, zawiera azotowane włókna węglowe, które poprawiają przewodnictwo i stabilność strukturalną.
„Ewolucja tlenu to jedna z największych barier dla efektywnej produkcji wodoru. Nasza praca pokazuje, że katalizator z ligniny, nisko wartościowego produktu ubocznego przemysłu papierniczego i biorafineryjnego, może zapewnić wysoką aktywność i wyjątkową trwałość. To bardziej ekologiczna i ekonomiczna droga do produkcji wodoru na dużą skalę.” – Yanlin Qin, Guangdong University of Technology
Testy i dalsze możliwości rozwoju
Zaawansowane pomiary elektrochemiczne potwierdziły przewagę tego materiału nad katalizatorami opartymi na jednym metalu, zwłaszcza w warunkach wysokich prądów wymaganych w zastosowaniach przemysłowych. W badaniach wykorzystano także spektroskopię Ramana oraz obliczenia funkcjonału gęstości, które potwierdziły skuteczność zaprojektowanego interfejsu katalitycznego.
„Naszym celem było opracowanie katalizatora, który nie tylko działa efektywnie, ale także może być skalowany i oparty na zrównoważonych materiałach. Ponieważ lignina jest produkowana na całym świecie w ogromnych ilościach, to podejście oferuje realną ścieżkę do ekologicznej produkcji wodoru w przemyśle.” – Xueqing Qiu
Znaczenie odkrycia dla sektora energii
Opracowanie taniego i wydajnego katalizatora z biomasy wpisuje się w światowe trendy rozwoju technologii niskoemisyjnych. Możliwość adaptacji tej metody do innych metali i reakcji katalitycznych otwiera nowe kierunki dla projektowania kolejnych generacji elektrokatalizatorów opartych na zasobach naturalnych.
Zobacz również:
- Raport Programowy 2025: Wodór kluczowy dla neutralności klimatycznej UE
- Wodorosty jako źródło metali ziem rzadkich? Nowe badania NREL nad fitogórnictwem
- PowerUp Hydro Tech i Electromobility Poland z szansą na wsparcie z KPO dla czystej mobilności i wodoru
- GAZ-SYSTEM otrzymuje odstępstwo od obowiązku niezależności prawnej w sektorze wodoru
- ORLEN rozwija Bursztynową Dolinę Wodorową z eksperckim wsparciem doradczym
Źródło: ScienceDaily
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
Bezpieczeństwo klimatyczne Polski – eksperci o konieczności zintegrowanego zarządzania energią, powietrzem i wodą
Podczas konferencji w Senacie RP eksperci oraz przedstawiciele władz i samorządów podkreślili, że skuteczne budowanie odporności Polski wymaga spójnego zarządzania energią, powietrzem i wodą. Przedstawiono propozycje zmian prawnych mających wzmocnić bezpieczeństwo kraju.
300 tys. zł dla szkół, bibliotek i uczelni. Rusza kolejna edycja programu „Czysta Moc Energii”
Respect Energy uruchamia drugą edycję programu grantowego „Czysta Moc Energii”, w ramach którego instytucje edukacyjne i lokalne ośrodki z całej Polski mogą zdobyć środki na działania związane z edukacją energetyczną i klimatyczną. Do rozdysponowania jest łącznie 300 tys. zł, a pojedyncze granty wynoszą 30 tys. zł.
Program ponownie pokazuje, że transformacja energetyczna to nie tylko wielkie inwestycje i decyzje na szczeblu centralnym, ale również oddolne inicjatywy realizowane blisko ludzi – w szkołach, bibliotekach czy domach kultury.
PGE prezentuje wyniki finansowe i operacyjne za 2025 rok: wzrost EBITDA i spadek zadłużenia
Grupa PGE opublikowała szczegółowe wyniki za 2025 rok, notując wzrost powtarzalnego zysku EBITDA i obniżenie zadłużenia netto. Największy udział w wynikach miała dystrybucja oraz segmenty ciepłowniczy i odnawialny.
Nowa Chemia ORLEN: szybciej, sprawniej i taniej – aktualizacja inwestycji w Płocku
ORLEN zaktualizował projekt Nowa Chemia, znacząco redukując koszty i ustalając realny harmonogram. Inwestycja w Płocku ma przynieść szybsze efekty, większy udział polskich firm i poprawę efektywności energetycznej.
GAZ-SYSTEM z pozytywną opinią KE w sprawie certyfikacji jako operator wodorowy
Komisja Europejska wydała pozytywną opinię dotyczącą certyfikacji niezależności GAZ-SYSTEM jako operatora systemu przesyłowego wodorowego. To pierwszy taki przypadek w Unii Europejskiej i ważny krok dla polskiego rynku wodoru.
PGE Energia Odnawialna wybrała wykonawcę Magazynu Energii Gryfino
PGE Energia Odnawialna zakończyła wybór wykonawcy dla największego w Polsce bateryjnego magazynu energii – inwestycji w Gryfinie. Projekt zrealizuje konsorcjum polskich firm, a dostawcą technologii będzie Fluence Energy.
Komentarze