Polscy naukowcy tworzą przełomowy elektrolizer wodoru – innowacyjny ZUT-olizer

Przełomowe podejście do elektrolizy wody

Studenci Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie dokonali przełomu w technologii produkcji wodoru, opracowując innowacyjny elektrolizer nazwany „ZUT-olizerem”. Urządzenie wykorzystuje odpady chemiczne jako elektrokatalizatory, co stanowi ekologiczną i ekonomiczną alternatywę dla tradycyjnych metod opartych na drogich i rzadkich metalach szlachetnych.

Tradycyjne elektrolizery wykorzystują metale szlachetne, takie jak platyna, iryd czy ruten, które są kosztowne i trudno dostępne. Zespół badaczy z ZUT, pod kierownictwem prof. dr hab. inż. Ewy Mijowskiej z Wydziału Technologii i Inżynierii Chemicznej, postanowił poszukać alternatywnych materiałów, analizując odpady przemysłowe wytwarzane przez fabryki chemiczne.

Po odpowiedniej obróbce, funkcjonalizacji i modyfikacji odkryto, że odpady oparte na żelazie mogą pełnić rolę wydajnych elektrokatalizatorów w procesie elektrolizy wody. Dzięki temu rozwiązaniu produkcja wodoru staje się znacznie tańsza i bardziej dostępna.

„Kolokwialnie mówiąc, podjęliśmy misję przeszukiwania odpadów wytwarzanych przez różne fabryki chemiczne, aby znaleźć równie wydajne, a może i lepsze materiały, które będą generowały wodór” – wyjaśnia prof. Mijowska.

Współpraca interdyscyplinarna kluczem do sukcesu

Sukces ZUT-olizera to wynik współpracy specjalistów z różnych dziedzin. Zespół prof. Mijowskiej połączył siły z ekspertami z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Mechatroniki, kierowanymi przez prof. dr hab. inż. Piotra Pawełkę. Dzięki temu możliwe było przejście od skali mikroelektrolizera do prototypu w wersji laboratoryjnej, a w przyszłości do pełnowymiarowego urządzenia komercyjnego.

„Stworzyliśmy techniczne wsparcie do przejścia ze skali mikroelektrolizera do prototypu w wersji laboratoryjnej. Możemy z niego stworzyć elektrolizer w pełni gotowy do zastosowań komercyjnych” – podkreśla prof. Pawełko.

Zaawansowane technologie optymalizacji

Prace nad ZUT-olizerem obejmowały nie tylko wybór odpowiednich materiałów katalitycznych, ale także optymalizację konstrukcji urządzenia. Wykorzystano:
✔ Komputerową analizę mechaniki płynów do zoptymalizowania przepływu przez elektrolizer.
✔ Technologię laserową do modyfikacji membrany PEM (Proton Exchange Membrane), co poprawiło wydajność i trwałość urządzenia.

„Dużym wyzwaniem technicznym było nałożenie na membranę PEM katalizatora z siarczanu żelaza. Okazało się, że trudno go ‘przykleić’ do płytki z tworzywa sztucznego. Ale gdy zadziała się na niego laserem, staje się on bardziej szorstki i bardziej chętny do reakcji. Dzięki ciśnieniu 200 barów i gazowi azotowemu, wciśniemy go w membranę” – opisuje proces prof. Pawełko.

Potencjalne zastosowania i przewaga technologiczna

ZUT-olizer osiągnął wydajność porównywalną z komercyjnymi elektrolizerami, co otwiera drogę do jego szerokiego zastosowania w przemyśle. Może być wykorzystywany m.in. w:
✅ Produkcji ekologicznego wodoru dla sektora energetycznego.
✅ Transporcie wodorowym jako źródło czystej energii.
✅ Integracji z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak fotowoltaika czy turbiny wiatrowe.

Urządzenie wytwarza 0,6 litra wodoru na minutę przy zasilaniu z sieci o mocy do 3 kW.

Ekologiczne i ekonomiczne korzyści

Wykorzystanie odpadów chemicznych jako elektrokatalizatorów nie tylko obniża koszty produkcji wodoru, ale także przyczynia się do redukcji odpadów przemysłowych, wspierając ideę gospodarki o obiegu zamkniętym.

ZUT-olizer to innowacja, która łączy oszczędność kosztów z dbałością o środowisko naturalne. Może znacząco ograniczyć emisję CO₂ i poprawić efektywność energetyczną w sektorze przemysłowym.

Perspektywy rozwoju i komercjalizacja

Obecnie ZUT-olizer jest gotowy do prac wdrożeniowych, a naukowcy z ZUT planują dalsze działania na rzecz jego komercjalizacji. Projekt wzbudził duże zainteresowanie przedsiębiorstw zajmujących się produkcją wodoru oraz odnawialnymi źródłami energii.

„Nam tylko kilka lat zabrało, żeby dzisiaj być tu, gdzie jesteśmy” – podsumowuje prof. Mijowska.

Naukowcy mają nadzieję, że ich wynalazek wkrótce znajdzie zastosowanie na szeroką skalę i stanie się kluczowym elementem transformacji energetycznej w Polsce i na świecie. Jeśli komercjalizacja przebiegnie pomyślnie, ZUT-olizer może odegrać znaczącą rolę w budowie przyszłości neutralnej klimatycznie.