Niemcy badają produkcję wodoru z wody morskiej przy farmach wiatrowych

Nie jest tajemnicą, że produkcja zielonego wodoru zyskuje na znaczeniu w kontekście transformacji energetycznej Europy. Jego rozwój jest jednak hamowany poprzez różne ograniczenia wytwórcze i logistyczne. W związku z tym w wielu regionach świata trwają prace badawcze mające na celu udoskonalenie nowych rozwiązań w zakresie dostępności surowców oraz procesów technologicznych. Jeden z nich został niedawno uruchomiony w Niemczech.

Wodór z fal i wiatru

W lipcu 2025 roku ruszył projekt SalYsAse. Ma on za zadanie opracowanie technologii wytwarzania wodoru bezpośrednio z wody morskiej, przy morskich farmach wiatrowych na Morzu Północnym i Bałtyckim. Jest on prowadzony przez GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel we współpracy z Kiel University of Applied Sciences oraz firmą technologiczną Element22. Finansowanie w wysokości 733 tys. euro zapewnia niemieckie Ministerstwo Badań Naukowych.

Dlaczego ten pomysł może mieć sens? Obecnie wiele farm wiatrowych offshore generuje więcej energii elektrycznej, niż jest możliwe do przesłania na ląd. Gdy sieci przesyłowe są przeciążone lub popyt jest zbyt niski, turbiny wiatrowe są czasowo wyłączane. Skutkuje to oczywiście marnowaniem cennej zielonej energii. Projekt SalYsAse odpowiada na ten problem w sposób innowacyjny – poprzez bezpośrednie wykorzystanie nadmiarowej energii do produkcji wodoru na miejscu, bez konieczności przesyłu prądu na ląd.

Wodór jako nośnik energii może być potem stosunkowo łatwo transportowany do przemysłu ciężkiego (np. hutnictwa czy sektora chemicznego), gdzie może zastąpić paliwa kopalne w trudnych do zdekarbonizowania procesach.

Woda morska jako surowiec?

Elektroliza, czyli proces, w którym z wody uzyskuje się wodór i tlen, dotychczas opierała się niemal wyłącznie na wodzie słodkiej, wolnej od soli i minerałów. To jednak ogromne ograniczenie. Zaledwie 2,5% światowych zasobów wodnych to woda słodka, a jej dostępność staje się coraz bardziej problematyczna. Odsolenie wody morskiej wiąże się natomiast z wysokimi kosztami i zużyciem energii.

Projekt SalYsAse ma na celu całkowite ominięcie tego etapu: bezpośrednie wykorzystanie wody morskiej, bez jej uzdatniania. To jednak nie lada wyzwanie. Sól morska może powodować korozję elektrod, generować toksyczne produkty uboczne (jak chlor) oraz prowadzić do niepożądanych reakcji chemicznych w systemie elektrolizy. Jak naukowcy próbują zminimalizować te ryzyka?

Kataliza biologiczna z udziałem bakterii morskich

Prawdziwą innowacją SalYsAse jest wykorzystanie mikroorganizmów morskich jako biokatalizatorów w procesie elektrolizy. Jak wyjaśnia prof. dr Mirjam Perner, geomikrobiolożka z GEOMAR i liderka projektu, celem zespołu jest zastąpienie drogich i rzadkich metali (jak iryd) naturalnymi, ekologicznymi katalizatorami: bakteriami z Morza Północnego i Bałtyckiego, które są doskonale przystosowane do życia w środowisku solnym.

Te mikroorganizmy nie tylko pomagają ograniczyć korozję, ale także usprawniają sam proces rozdziału tlenu i wodoru. W ten właśnie sposób minimalizują powstawanie niepożądanych produktów ubocznych.

Tytanowe struktury porowate i nowatorska konstrukcja ogniwa

Zespół SalYsAse łączy podejście oparte na biologii z zaawansowaną inżynierią materiałową. Kluczowym elementem systemu są porowate warstwy transportujące wykonane z tytanu (materiału wyjątkowo odpornego na korozję). Pełnią one potrójną funkcję:

• przewodzą prąd,
• transportują wodę i gaz,
• stanowią nośnik dla bakterii katalitycznych.

W efekcie proces katalizy biologicznej odbywa się bezpośrednio w komórce elektrolitycznej, integrując nauki przyrodnicze z inżynierią materiałową.

Jak podkreśla Florian Gerdts z firmy Element22, taka konstrukcja może zrewolucjonizować sposób, w jaki postrzegamy elektrolizę.

Potencjał przemysłowy i globalny wymiar innowacji

Jeśli technologia opracowywana w ramach projektu SalYsAse okaże się skuteczna i skalowalna, może stać się punktem zwrotnym dla całej branży wodorowej. Produkcja wodoru bezpośrednio z wody morskiej, na miejscu powstawania energii odnawialnej, to koncepcja o ogromnym potencjale ekonomicznym i środowiskowym. Otwiera drogę do lokalnych, zdecentralizowanych hubów produkcji wodoru, które nie będą zależne od dostępu do słodkiej wody ani rozbudowanej infrastruktury przesyłowej.

Źródło: chemengonline.com