Солнечная энергия и водород — экологически чистые источники энергии, которые теоретически могут обеспечить все энергетические потребности человечества. Однако у этих источников есть свои проблемы и ограничения. Команда исследователей из Колумбийской школы инженерных и прикладных наук (США) предлагает метод, который позволит соединить преимущества солнечной энергии и водорода.
О разработке рассказывает Science Daily, передает Хайтек.
В настоящее время производство водородного топлива нельзя назвать экологически чистым, ведь основным методом является конверсия паров метана — процесс, при котором в атмосферу выделяется углекислый газ. В то же время электролиз воды — расщепление на кислород и водород под воздействием электричества — является углеродно-нейтральным. Исследователи решили использовать для электролиза солнечную энергию.
Команда под руководством профессора Даниэля Эспозито разработала электролитическое устройство с фотогальваническим питанием, которое может работать как автономная платформа, плавая в открытом море. Установка немного напоминает глубоководные нефтяные платформы, но вместо углеводородов она качает морскую воду, из которой производят водород за счет энергии солнца.
Ключевым новшеством является способ разделения водорода и кислорода, образующихся при электролизе. В современных установках для этого применяются дорогие мембраны. Исследователи предложили иной метод, основанный на плавучести пузырьков газа в воде. Специальный электрод, покрытый катализатором только с одной стороны, отделяет и собирает газы без активной перекачки электролитов. Когда пузырьки газа на его поверхности становятся достаточно большими, они отсоединяются и всплывают в верхние камеры для сбора. Чистота произведенного водорода составляет 99%.
Отказ от мембраны не только удешевляет устройство, но и увеличивает срок его службы, ведь эта часть устройства чувствительна к загрязнениям и легко разрушается. В условиях морских вод, содержащих примеси и микроорганизмы, электролизное устройство с мембраной было бы неприменимо. Низкая стоимость и долговечность системы делают ее перспективной для промышленного внедрения. В дальнейшем можно будет строить целые океанские заводы по производству водорода из солнечного света и морской воды. Такие установки не занимали бы сельскохозяйственные земли и не провоцировали бы дефицит пресной воды. Произведенное топливо было бы возможно хранить на станциях или подавать на берег по трубопроводу.
Подписывайтесь на канал «Хвилі» в Telegram, страницу «Хвилі» в Facebook
