Eutektyczne elektrody do fotoelektrochemicznego rozkładu wody i generowania wodoru

Zielony wodór z polskiego laboratorium – nauka na drodze do komercjalizacji

Produkcja wodoru przy wykorzystaniu wyłącznie energii słonecznej i wody – to cel badań prowadzonych przez dr. Jarosława Sara z Centrum Doskonałości Ensemble3. Opracowywana przez niego technologia wpisuje się w globalny wyścig po tzw. zielony wodór, uznawany za jedno z kluczowych paliw transformacji energetycznej.

W odróżnieniu od konwencjonalnych metod produkcji wodoru, rozwiązanie rozwijane przez dr. Sara nie wymaga paliw kopalnych ani energochłonnych procesów przemysłowych. Jedynym źródłem zasilania jest światło słoneczne, co czyni tę technologię wyjątkowo atrakcyjną z perspektywy zarówno ekologicznej, jak i ekonomicznej.

Dotychczasowe wyniki prac badawczych zostały docenione przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej, która zakwalifikowała dr. Sara i jego zespół, Wojciechem Wegnerem (Opiekun Transferu Technologii) i Marcinem Zimnym (Liderem Biznesowym), do pierwszej edycji programu PRIME – inicjatywy na rzecz wsparcia komercjalizacji nauki, realizowanej ze środków Funduszy Europejskich dla Nowoczesnej Gospodarki (FENG). Program ten łączy rozwój kompetencji naukowych z praktycznym przygotowaniem do wdrożenia technologii na rynek.

Badania dr. Jarosława Sara nad nowoczesnymi materiałami fotokatalitycznymi pozwalają wykorzystać energię słoneczną do rozkładu wody na tlen i wodór – bez dodatkowych źródeł energii i bez obciążenia środowiska. Podstawą prac badawczych jest zastosowanie materiałów fotokatalitycznych (kompozytów składających się z różnych typów materiałów, w tym monokryształów), które łączą w sobie zdolność absorbowania światła słonecznego i jego konwersji w energię chemiczną. Dzięki tym właściwościom możliwe jest przeprowadzenie procesu fotokatalitycznego rozkładu wody na wodór i tlen. To przełomowe podejście pozwala na wytwarzanie tzw. zielonego wodoru – paliwa przyszłości – bez udziału paliw kopalnych i bez dodatkowego zasilania zewnętrznego. To podejście może zrewolucjonizować sposób, w jaki świat wytwarza i magazynuje czystą energię.

W badaniach stosowane są materiały o strukturze monokrystalicznej, które łączą w sobie cechy różnych komponentów, dzięki czemu wykazują wyjątkową stabilność i wydajność w długotrwałych procesach fotokatalitycznych. Dr Jarosław Sar prowadzi testy nad optymalizacją konfiguracji materiałów, tak aby uzyskać maksymalną efektywność rozkładu wody i trwałość elektrod w zmiennych warunkach środowiskowych.

„Największym zaskoczeniem w naszych badaniach było to, że im dłużej trwał proces, tym bardziej wydajne stawały się materiały. To dowód, że wciąż odkrywamy ich ogromny, niewykorzystany potencjał.” – podkreśla dr Jarosław Sar.

Efekty badań mogą przynieść realne korzyści społeczeństwu – od obniżenia kosztów produkcji energii i ograniczenia emisji dwutlenku węgla, po stworzenie nowych możliwości dla przemysłu chemicznego i energetycznego. W dłuższej perspektywie technologia ta może stać się jednym z filarów globalnej dekarbonizacji.

W ramach PRIME trzyosobowy zespół koncentruje się na opracowaniu strategii komercjalizacji oraz budowaniu kompetencji niezbędnych do skutecznego przełożenia wyników badań na zastosowania przemysłowe.

***

PRIME to jedyny w Polsce „szyty na miarę” program akceleracyjny transferu wiedzy i technologii dla naukowców i ich organizacji badawczych, oferujący wsparcie indywidualnej ścieżki komercjalizacji innowacyjnych produktów. Program daje możliwość zarówno rozwoju kompetencji (m.in. szkolenia), jak i zdobycia praktycznych umiejętności (m.in. rozmowy z potencjalnymi odbiorcami). Dla autorów najlepszych pomysłów przewidziane jest zindywidualizowane wsparcie na wdrożenie wybranej ścieżki komercjalizacji. Projekt PRIME jest finansowany z programu Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki (#FENG). Projekt realizuje Fundacja na rzecz Nauki Polskiej (#FNP).