Αναζητούσαν έμπνευση στη Φύση και πιστεύουν ότι την βρήκαν: επιστήμονες δημιούργησαν καταλύτη, ο οποίος παράγει υδρογόνο δέκα φορές ταχύτερα από τα αντίστοιχα ένζυμα.

Ο φθηνός αυτός καταλύτης με βάση το νικέλιο θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για την παραγωγή υδρογόνου σε βιομηχανική κλίμακα -ένα σημαντικό βήμα στην κατεύθυνση μιας οικονομίας υδρογόνου.

Η αποθήκευση και μεταφορά ενέργειας σε μορφή υδρογόνου θεωρείται νευραλγικής σημασίας για τη λειτουργία ενεργειακών συστημάτων στο μέλλον. Το «κλειδί» στη διαδικασία αυτή είναι η μετατροπή της ηλεκτρικής σε χημική ενέργεια και έπειτα, η διοχέτευσή της όπου χρειάζεται. Το πρόβλημα: ότι για να είναι βιώσιμη, η αντίδραση αυτή πρέπει να επιτυγχάνεται γρήγορα και εύκολα.

Το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί από νερό –με το διαχωρισμό του σε υδρογόνο και οξυγόνο- όπου υπάρχει ηλεκτρική ενέργεια, ακόμη και στο σπίτι. Μα κυψέλη καυσίμου μπορεί να το μετατρέψει και πάλι σε υδρογόνο. Εάν ο ηλεκτρισμός που απαιτείται για την ανωτέρω διαδικασία προέρχεται από μια τοπική ανανεώσιμη πηγή, π.χ. από φωτοβολταϊκά ή από ένα αιολικό πάρκο, τότε ο ενδιαφερόμενος μπορεί να αποθηκεύσει καθαρή ενέργεια μέχρι να την χρειαστεί.

Τα αποτελέσματα της μελέτης που δημοσιεύονται στο Science, φέρνουν αυτό το όραμα ακόμη πιο κοντά. Ο λόγος είναι ότι, για να επιταχυνθούν οι χημικές αντιδράσεις που μετατρέπουν το υδρογόνο σε νερό και ηλεκτρισμό, οι κυψέλες καυσίμου χρειάζονται έναν καταλύτη. Ο λευκόχρυσος αποτελεί μια καλή λύση, όμως είναι πανάκριβος και σπάνιος.

Συνθετικός καταλύτης

Κάποια μικρόβια παράγουν ένζυμα εδώ και ένα δισεκατομμύριο χρόνια χρησιμοποιώντας νικέλιο και σίδηρο, τα οποία είναι φθηνά και υπάρχουν σε αφθονία. Αυτά τα φυσικά ένζυμα, όμως είναι δύσκολα προσβάσιμα, ενώ –εάν εξαχθούν από το μικρόβιο- δεν είναι εξίσου αποτελεσματικά.

Αυτό που κατάφεραν οι ερευνητές είναι να φτιάξουν μια συνθετική, ενισχυμένη εκδοχή τους, η οποία επιτυγχάνει το ίδιο αποτέλεσμα δέκα φορές ταχύτερα από το φυσικό ένζυμο, παράγοντας 100.000 μόρια αέριου υδρογόνου το δευτερόλεπτο.

«Αυτός ο καταλύτης με βάση το νικέλιο είναι πραγματικά πολύ γρήγορος», λέει ο Μόρις Μπούλοκ από το Pacific Northwest National Laboratory, στη Ουάσινγκτον, ένας εκ των συντακτών της έκθεσης. «Γενικά, τα ένζυμα είναι από μόνα τους πολύ ταχύτερα από τους παραδοσιακούς καταλύτες, όπως ο λευκόχρυσος, οπότε πρόκειται για μια συναρπαστική εξέλιξη», συμφωνεί ο Γκάβιν Ουόκερ από το Πανεπιστήμιο του Νότιγχαμ, ο οποίος δεν συμμετείχε στις έρευνες.

Μέχρι στιγμής, η διαδικασία απαιτεί τόση ηλεκτρική ενέργεια που δεν είναι βιώσιμη για εφαρμογή εκτός εργαστηρίου. Οι έρευνες όμως συνεχίζονται και, όπως σημειώνουν οι ερευνητές, «τα αποτελέσματα υπογραμμίζουν ότι οι μοριακοί καταλύτες αφήνουν πολλές υποσχέσεις για την παραγωγή υδρογόνου».