W poszukiwaniu trwałych i czystych źródeł energii priorytetem dla wielu krajów na całym świecie stało się znalezienie alternatywy dla paliw kopalnych ze względu na coraz bardziej widoczne skutki zmian klimatycznych. Wodór, wszechstronny i przyjazny dla środowiska nośnik energii, wyłonił się jako obiecująca alternatywa dla paliw kopalnych. Jednak jednym z głównych wyzwań w powszechnym wykorzystaniu wodoru jako źródła energii jest jego składowanie i transport. Nośniki ciekłego wodoru organicznego (LOHCs) oferują potencjalne rozwiązanie tego problemu, zapewniając zielony i wydajny sposób przechowywania i transportu wodoru.
Wodór jest atrakcyjnym nośnikiem energii ze względu na jego wysoką gęstość energetyczną oraz fakt, że jedynym produktem ubocznym podczas jego spalania jest woda. Dzięki temu jest on idealnym kandydatem do zastąpienia paliw kopalnych w różnych obszarach, takich jak transport i wytwarzanie energii elektrycznej. Jednak niska gęstość wodoru i jego wysoka łatwopalność sprawiają, że jego duże ilości są trudne do przechowywania i transportu. Tradycyjne metody przechowywania wodoru, takie jak cylindry gazowe o wysokim ciśnieniu lub zbiorniki kriogeniczne, są nie tylko kosztowne i energochłonne, ale także stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa.
Tu właśnie pojawiają się nośniki ciekłego wodoru organicznego (LOHCs). LOHCs to specjalne organiczne związki chemiczne, które mogą chemicznie wiązać wodór, umożliwiając jego przechowywanie w postaci ciekłej. Ten proces, nazywany uwodornianiem, pozwala na bezpieczne i efektywne przechowywanie wodoru w temperaturach i ciśnieniach pokojowych. Kiedy wodór jest potrzebny, może być uwolniony z LOHC poprzez proces zwany odwodornianiem. Zużyty LOHC może następnie zostać ponownie uwodorniony i ponownie wykorzystany, co czyni go zrównoważonym i cyklicznym rozwiązaniem przechowywania.
Jednym z głównych atutów LOHCs jest możliwość przechowywania wodoru o znacznie wyższej gęstości niż tradycyjne metody. Oznacza to, że mniejszy objętość LOHC może przechowywać taką samą ilość wodoru jak znacznie większy cylinder gazowy o wysokim ciśnieniu lub zbiornik kriogeniczny. Oznacza to nie tylko mniejszą przestrzeń wymaganą do przechowywania, ale także obniżenie ogólnego kosztu infrastruktury przechowywania. Ponadto, ponieważ LOHC jest przechowywany w temperaturach i ciśnieniach pokojowych, nie wymaga on kosztownych i energochłonnych procesów chłodzenia i kompresji związanych z tradycyjnymi metodami przechowywania wodoru.
Kolejnym istotnym zastosowaniem LOHCs jest ich kompatybilność z istniejącą infrastrukturą. Ponieważ LOHC są ciekłymi nośnikami w temperaturze pokojowej, mogą być transportowane przy użyciu konwencjonalnej infrastruktury do przewozu paliw ciekłych, takiej jak rurociągi, tankowce i stacje paliw. Eliminuje to konieczność kosztownej i skomplikowanej nowej infrastruktury wspierającej dystrybucję wodoru. Ponadto, korzystanie z LOHCs może przyczynić się do rozwiązania problemów związanych z bezpieczeństwem transportu wodoru, ponieważ wodór jest chemicznie związany wewnątrz LOHC i nie podlega wyciekom ani eksplozjom.
Rozwój technologii LOHC nabiera tempa w ostatnich latach, zaangażowane w jej rozwój są kilka firm i instytucji badawczych. Na przykład niemiecka firma Hydrogenious LOHC Technologies opracowała opatentowaną technologię LOHC, która umożliwia efektywne przechowywanie i uwolnienie wodoru przy użyciu dibenzyltoluenu jako nośnika. Podobnie, badacze z Koreańskiego Instytutu Zaawansowanych Technologii Naukowych (KAIST) opracowali bardzo wydajny katalizator do odwodorniania LOHCs, co może dalszo poprawić wydajność i opłacalność technologii.
Podsumowując, nośniki ciekłego wodoru organicznego stanowią obiecujące i ekologiczne rozwiązanie przechowywania i transportu wodoru. Poprzez pokonanie trudności związanych z tradycyjnymi metodami przechowywania wodoru, LOHCs mogą przyczynić się do powszechnej adopcji wodoru jako czystego i trwałego źródła energii. W miarę postępu badań i rozwoju na tym polu, prawdopodobne jest, że technologia LOHC będzie odgrywać kluczową rolę w globalnym przejściu do niskoemisyjnej energii przyszłości.