Vetyä tehdään auringonvalolla Oulun yliopiston katolla – aurinkovetyreaktorin prototyypin testit käynnistyivät
Oulun yliopiston kattolaboratoriossa on käynnistynyt kokeilu, jossa aurinkovetyreaktorin prototyyppiä testataan ensi kertaa Suomessa ulko-olosuhteissa. Aurinkovetypaneeli muistuttaa tavallista aurinkopaneelia, mutta sen sisällä on vettä ja valokatalyyttinen materiaali.
Aurinkovedyn tuottaminen perustuu vesimolekyylien hajottamiseen vedyksi ja hapeksi auringonvalon avulla. Menetelmä ei vaadi lainkaan sähköä, toisin kuin vedyn tuotannossa yleistyvä vesielektrolyys. Se vaatii valtavasti energiaa.
”Aurinkovedyssä vety on prosessin suora tulos. Tutkimuksemme avulla on mahdollistettu vedyn tuottaminen suoraan Auringon energialla – ilman välivaihetta, jossa energia muutetaan sähköksi”, sanoo Oulun yliopiston vetytutkimusta johtava professori Marko Huttula tiedotteessa.
Aurinkovedyn tuotanto mahdollistaa hajautetun vedyntuotannon myös sähköverkon ulkopuolella, kunhan on vettä ja auringonvaloa.
Aurinkovedyn kehittämisessä teolliseen mittakaavaan Suomi on kehittäjien kärkijoukoissa Japanin ja Espanjan kannoilla.
"Oulun testireaktori on tärkeä askel aurinkovedyn edistämisessä. Pitkään laboratoriossa kehittämämme prosessi, katalyytit sekä aurinkovetypaneelien kalvot ovat nyt saavuttaneet prototyyppivaiheen", kertoo yliopistotutkija Samuli Urpelainen.
Edullinen nikkeli vaihtoehtona kriittisille raaka-aineille
Aurinkovedyn tuotannossa katalyyttimateriaaliin imeytyvän, näkyvän auringonvalon energia riittää hajottamaan vesimolekyylit vedyksi ja hapeksi, jotka kerätään. Katalyytti on aine, joka nopeuttaa kemiallista reaktiota. Laboratoriossa keinovalon avulla Oulun yliopiston tutkijat ovat aiemmin tuottaneet aurinkovetyä peräti 86 vuorokauden ajan ilman tehon heikkenemistä.
Katalyytteinä käytetään usein harvinaisia metalleja, joiden saatavuudessa tai katalyysivaiheen kestossa voi olla haasteita. Oulun yliopiston aurinkovetyreaktorissa kehitetään edullisia katalyyttejä, jotka eivät ole kriittisiä raaka-aineita, eivätkä lisää riippuvuutta EU:n ulkopuolisista maista. Jatkossa Oulussa tutkitaan esimerkiksi Suomesta löytyvää edullista nikkeliä katalyyttina.
”Katalyyttejä rakennetaan erilaisten molekyylien yhdisteistä, joissa haetaan näkyvälle auringonvalolle mahdollisimman herkkiä yhdistelmiä. Nikkeli lisää reagointia auringonvaloon, ja sitä voidaan monipuolisesti yhdistellä muihin aineisiin”, Urpelainen sanoo.
”Yleensä katalyytit ovat pulverimaisia jauheita, jotka vaativat jatkuvaa sekoitusta, jos ne laitetaan sellaisenaan veteen. Me pystyimme kiinnittämään katalyytit fyysiseen muotoon muokattaviksi kalvoiksi”, Oulun yliopiston väitöskirjatutkija Veera Tapionkaski kertoo.
”Etuna on myös se, että kalvoja ei ole sidottu yhteen katalyyttiin, vaan mitä tahansa katalyyttiä voidaan käyttää kalvoissa. Tämä mahdollistaa tehokkaampien katalyyttien käytön tulevaisuudessa, ja parantaa menetelmän kaupallisia laajennusmahdollisuuksia.”
Tutkimusta on tukenut esimerkiksi Tiina ja Antti Herlinin säätiö. Aurinkovetypaneelin prototyyppi on kehitetty ja toteutettu EU:n osarahoittamissa EAKR-hankkeissa, Pohjois-Pohjanmaan liiton rahoittamana.
