Prestanak globalnog energetskog siromaštva skladištenjem vodika H2GO

• “Cleantech start-up” H2GO ima misiju osigurati pouzdanu električnu energiju u ogromnim područjima planeta gdje još uvijek nema struje.

• Korištenjem naprednog inženjerskog sustava koji autonomno pohranjuje i oslobađa molekule vodika, tvrtka je riješila jednu od najvećih prepreka preuzimanju vodika.

• Osnivač i izvršni direktor Enass Abo-Hamed pretvorio je svoj nagrađivani doktorski istraživački projekt u tehnologiju koja će donijeti promjenu.

 

Pouzdana i pristupačna struja je stup moderne civilizacije. Ljudima je to potrebno; blagostanje to zahtijeva; a ljudi ga konzumiraju u kolosalnim razmjerima. Ali nemaju svi jednak pristup.

 

Prošle godine čovječanstvo je potrošilo više od 22.000 TWh električne energije – dvostruko više nego 1990. godine. Međutim, cijela Afrika je potrošila samo 3% ukupne količine, dok je na Latinsku Ameriku otpadalo samo 6%. Razvijenije ekonomije u Aziji, Sjevernoj Americi i Europi potrošile su ostatak.

Takve električne nejednakosti dovele su znanstvenika i poduzetnika Enassa Abo-Hameda do osnivanja H2GO Power. Tvrtka ima misiju ublažiti globalno energetsko siromaštvo i osigurati pouzdanu opskrbu vatima, voltima, amperima i ohmima za milijardu ili više ljudi u svijetu koji nemaju pristup mreži.

 

Što radi H2GO?

Ključna inovacija tvrtke je "pametno dizajnirana spužva", siguran i učinkovit sustav za skladištenje vodika. Napravljen je od pametnih reaktora s posebnim unutarnjim strukturama koje mogu pohranjivati ​​vodik i ispuštati ga na zahtjev.

 

Kemijski spojevi mogu pohraniti vodik u tekućem ili krutom obliku. Kada se molekula plina H2 unese u sustav za pohranu H2GO, pametni okvir spužve ga hvata kemijskom vezom. Kada vanjski sustav treba vodik, zagrijavanje na definiranoj temperaturi pokreće oslobađanje potrebne količine. Rad na sustavu za skladištenje vodika Abo-Hamed započeo je kao istraživački projekt za doktorski rad na Sveučilištu Cambridge. Pet godina kasnije, taj trenutak eureke proizveo je stalan tok inovativnih proizvoda, od vodikovog "reaktora" koji može proizvesti električnu energiju do komunalnih "plug-and-play" generatora koji se mogu transportirati na udaljena mjesta.

 

H2GO je također razvio sustav umjetne inteligencije (AI) koji optimizira korištenje energije iz svojih jedinica za vodik. Jedan od načina za smanjenje troškova je poboljšanje performansi hardvera; drugi način je optimizirati strukturu troškova korištenjem softvera, a smanjenje troškova je jako važno kada je u pitanju zamjena proizvoda na tržištu.

 

Zašto vodik? “To je vrlo elegantna molekula”, kaže Abo-Hamed. "Ne postoji ugljik za početak, pa kada ga spalite ili ga elektrokemijski pretvorite da biste dobili njegovu energiju, dobivate energiju bez štetnih nusproizvoda. Ako je dovoljno podržana i brzo povećana, proizvodnja bazirana na vodiku ima potencijal dekarbonizirati naše energetske sustave na vrijeme kako bi se postigli ciljevi nulte vrijednosti i stvorio održiviji planet.”

Prednosti H2GO skladištenja vodika

Ljepota vodika kao izvora energije je u tome što sadrži velike količine energije u svojoj inherentnoj strukturi. To pomaže u ublažavanju ograničenja pohrane baterija, koje se promiče kao održivi način napajanja na dugim putovanjima i prevladavanja nestanka električne energije - osobito budući da električni automobili i energija vjetra i sunca sve više povećavaju svoj utjecaj.

 

Za napajanje velikih ili sofisticiranih strojeva, baterijama je potreban litij i drugi materijali koji se mogu dobiti samo rudarenjem. Potražnja za baterijama je globalna, ali najbogatiji izvori litija su zemlje poput Australije, Bolivije i Čilea. To znači da u svjetske proizvodne centre prevozite mnogo sirovina koje intenzivno koriste ugljik.

 

Vremenska ograničenja također ograničavaju prikladnost baterija kao održivog izvora energije. Oni (još) ne mogu generirati ili pohranjivati ​​energiju dulje vrijeme. Dok se univerzalne baterije mogu puniti četiri do šest sati, istinski "čista" mreža vjerojatno bi zahtijevala stotine sati skladištenja. Ta ograničenja se pojavljuju i kod baterija koje se upotrebljavaju za let. Uzmimo dronove, na primjer. Njihova upotreba u komercijalnim i građanskim aplikacijama je u porastu, ali imaju ograničeno trajanje baterije koje ograničava vrijeme leta.

 

Oslanjanje na baterijsko napajanje ograničava njihovu učinkovitost u reagiranju na prirodne katastrofe ili slanju hitne medicinske pomoći u udaljena područja. Zato je H2GO odabrao dronove za jednu od prvih aplikacija.

 

Skladištenje H2GO vodika daje snagu za letenje

Vodik prirodno pohranjuje energiju. Izazovi nastaju s pokušajima oslobađanja i iskorištavanja energije. Vodik je vrlo zapaljiv, a kompresija koja je potrebna da sadrži volumen dovoljan za proizvodnju energije može biti opasan. Svatko tko je ikada vidio snimke avionske nesreće u Hindenburgu 1937. ima neku ideju o rizicima.

No, tehnologija H2GO može se proširiti kako bi napajala male leteće strojeve pouzdano i sigurno, čak i tijekom dugog vremenskog razdoblja.

 

Inovativni vodikov reaktor s 3D ispisom prilagođen je za aplikacije dronova pomoću Autodesk dizajnerskih alata Fusion 360, CFD i 3ds Max. Modul reaktora mora pohranjivati ​​velike količine energije u malom obliku, biti dovoljno robustan da isporuči snagu i biti dovoljno lagan za let. Različiti materijali, strukture i oblici morali su biti ispitani u skladu sa strogim tolerancijama za sigurnost i performanse.

"3ds Max je bio vrlo prikladan za pronalaženje složenih dizajna koji mogu zadovoljiti zahtjeve okruženja visokih performansi", kaže Abo-Hamed. "Fusion 360 nam je pomogao da ih pročistimo i usavršimo za proizvodnju."

CFD je bio od vitalnog značaja, dodaje ona, u pronalaženju optimalne fluidnosti materijala unutar reaktora, kao i u korekciji brzine prijenosa topline za ekstrakciju vodika i snage leta dok dron radi. "Ovi su nam alati pomogli da oživimo naše ideje o proizvodima", kaže ona.

Ostvarite utjecaj

Abo-Hamedove održive inovacije rastu. MIT Technology Review odabrao ju je kao inovatoricu koja "mijenja budućnost". Svjetski ekonomski forum ju je 2018. godine proglasio izvanrednom mladom znanstvenicom i pozvao na godišnji sastanak Vijeća za globalnu budućnost.

Kako svijet nastoji dekarbonizirati industriju, konvencionalne metode proizvodnje, skladištenja, korištenja i transporta energije morat će se zamijeniti. H2GO ima za cilj igrati središnju ulogu u ovoj tranziciji.

"Lanac vrijednosti vodika razlikuje se od tradicionalnih goriva koja se koriste za proizvodnju energije", kaže Abo-Hamed. „Želimo li smanjiti emisije ugljika i krenuti prema nuli, zaista moramo ozbiljno shvatiti otopine vodika.

 

Izvorni članak preuzet sa: Ending Global Energy Poverty With H2GO Hydrogen Storage (autodesk.com)