Teknologialäpimurto: Kotivoimala lähempänä todellisuutta

24.08.2010 12:00

Kodeissa lämmitykseen, valaistukseen ja liikkumiseen energiaa tuottavien riippumattomien mikrokokoluokan energiajärjestelmien aikakausi on askeleen lähempänä todellisuutta.

Näin uskovat uuden katalyytin kehittäneet tiedemiehet. Katalyytti on tärkeä ja oleellisesti kustannuksiin vaikuttava osa pienen kokoluokan energiajärjestelmää.

Menetelmän kehittäjät esittelivät tutkimustuloksiin parhaillaan meneillään olevassa Yhdysvaltain kemian järjestön kokouksessa Bostonissa.

- Tavoitteemme on tehdä jokaiseen kotiin oma energiantuotantoyksikkö, edullinen ja helposti asennettava energialaitos. Haasteena on vielä olemassa olevien polttokennojen ja aurinkopaneelien kehittäminen. Emme kuitenkaan ole enää kaukana siitä, että Afrikassa ja Intiassa järjestelmiä voitaisiin alkaa ottaa käyttöön, sanoi tohtori Daniel Nocera arvostetusta Massachusetts Institute of Technologysta (MIT).

Järjestelmässä talon katolle asennetut aurinkopaneelit tuottavat sähkön valaistukseen, lämmitykseen ja sähköautojen lataamiseen. Yli jäänyt sähkö johdetaan elektrolyysilaitteeseen, joka hajottaa tavallisen veden vedyksi ja hapeksi. Vety ja happi säilötään omiin tankkeihinsa. Kun aurinko laskee, polttokenno rupeaa tuottamaan varastoiduista vedystä ja hapesta sähköä. Sivutuotteena syntyy puhdasta juomavettä. Näin järjestelmä voi tuottaa sähköä kellon ympäri, seitsemän päivää viikossa.

Noceran tutkimus keskittyi elektrolyysilaitteeseen, ja erityisesti sen veden hajottamiseen tarvitsemiin katalyytteihin. Hyviä katalyytteja on jo tarjolla laitteen osaan, joka tuottaa vetyä. Toistaiseksi on kuitenkin puuttunut edullinen ja kestävä katalyytti hapen tuottamiseen. Tutkimuksessa kehitetty uusi katalyytti täyttää tämän puutteen. Uusi katalyytti nostaa hapen tuotannon jopa 200-kertaiseksi aikaisempaan verrattuna, ja sen ansiosta voidaan luopua kalliin platinan käytöstä. Tutkimus uudesta katalyytista julkaistiin aiemmin tänä kesänä tiedelehti Proceedings of the National Academy of Sciencessa.

Vuonna 2008 tiedelehti Science julkaisi Noceran tutkimuksen, jossa hapen tuottoon käytettiin kobolttipohjaista katalyyttiä. Tutkimuksessa on edistytty merkittävästi vuodesta 2008. Uusi lisensoitu katalyytti on nikkeliboraattia.

Kotivoimalaliiketoimintaa varten on myös perustettu Sun Catalytix -niminen yritys. Tutkijoiden mukaan turvallisia ja äärimmäisen tehokkaita elektrolyysilaitteita voidaan odottaa markkinoille kahden vuoden kuluessa.