A Delaware Egyetem mérnökei régóta dolgoznak a hidroxidcserélő membrán (HEM) alapú üzemanyagcellákon, amelyek gazdaságos és környezetbarát alternatívák lehetnének a ma használatos hagyományos savalapú üzemanyagcellák helyett. Ezeket fel lehetne használni akár elektromos autók meghajtásához is. Akad azonban egy probléma: ezek az akkumulátorok rendkívül érzékenyek a légköri CO2-re. Miként a sajtóközlemény fogalmaz:

"A szén-dioxid lényegében megnehezíti a HEM üzemanyagcella légzését."

Mindez pedig akár 20%-kal csökkenti az üzemanyagcella teljesítményét és hatékonyságát, így az ez az eszköz nem lesz jobb, mint egy benzinmotor. A kutatók pedig 15 éve keresik a megoldást erre a problémára.

Néhány évvel ezelőtt a kutatók viszont rájöttek, hogy épp ez a hátrány valójában megoldás lehet egy másik problémára – a szén-dioxid eltávolítására. A működési mechanizmus alapos tanulmányozásakor a kutatók rájöttek, hogy az üzemanyagcellák szinte az összes CO2-t felfogták, amit a rajtuk keresztüláramló levegő tartalmazott. Ez tehát az üzemanyagcella hatékonyságát nagyban rontja, viszont a megfelelő tervezéssel és konfigurációval egy menetben a CO2 szinte teljesen kiszűrhető az átáramoltatott levegőből. A megfelelő konfiguráció azonban némi kockázatot is rejtett magában, mivel lényegében hidrogén segítségével rövidre kellett zárni a cellát – ezzel a módszerrel azonban feleslegessé váltak az eszközben a nagyobb komponensek, ami így nem csak kisebb és egyszerűbb lett, de ezzel együtt jóval olcsóbban előállítható is. A végeredmény így pedig egy olyan elektrokémiai eszköz lett, amely első pillantásra egy egyszerű szűrőmembránra hasonlít, de a folyamatos szűrőkapacitása már egy sokkal komplikáltabb elektrokémiai rendszernek felel meg.

Mindez a gyakorlatban azt jelenti, hogy egy 5×5 centiméteres cella folyamatosan képes eltávolítani a körülbelül 2 liter/perc sebességgel áramló levegőben található szén-dioxid nagyjából 99%-át. A kutatók elmondása alapján, az autóipari alkalmazáshoz egy nagyjából egy amerikai gallon (ez közel 4 liter) tejesdoboz nagyságú eszközre lenne szükség. Az eszköz azonban nem csak a gépjárművek esetén válhat be, hanem mindenhol, ahol a levegő folyamatos és nagy hatékonyságú megtisztítása a CO2-től kiemelten fontos – itt a tengeralattjárókra vagy az űrhajókra, űrállomásokra kell gondolni. A tudósoknak tehát nagy tervei vannak ezzel az eszközzel, és hozzátették azt is, hogy mivel az elektrokémiai rendszert hidrogén hajtja, a hidrogéngazdaság fejlődésével a berendezés olyan repülőgépekben és épületekben is alkalmazható lesz, ahol energiatakarékossági intézkedésként a levegő-visszaforgatás kiemelten fontos.

Mindez tehát nem csak ígéretes találmány, de inspiráló történet is arról, hogy az emberi lelemény miként alakítja át a problémát megoldássá.

(Kép: Jeffrey C. Chase)