Получение водорода без электролизеров

Довольно известный факт, что основными способами получения чистого водорода в промышленности являются электролиз воды и конверсия газа. В последнее время появилось новое направление, получение «зеленого» водорода с помощью возобновляемых источников энергии. Однако, и в первом и во втором случаях необходимо большое количество энергии, чтобы расщепить молекулу воды.

Возможно ли получить водород без электролизеров? Такой способ нашли исследователи из Линчёпингского университета Швеции, создав в результате проведенных экспериментов нопористый карбид кремния, который обеспечивает многообещающие возможности по выработке экологически чистого водорода.

Применение водородного топлива безвредно для окружающей среды. Но при производстве каждой тонны водорода традиционными методами выделяется 9–12 тонн диоксида углерода. Получение водорода в электролизерах, которые снабжаются энергией из возобновляемых источников, не дает выбросов парниковых газов. Однако КПД установок для электролиза не превышает 70–80%, а используемых для их питания солнечных батарей — 21–24%.

Чтобы сделать способ получение чистого водорода экологичным и эффективным, были использованы материалы, способные самостоятельно разделять воду на водород и кислород за счет энергии солнца посредством фотоэлектролиза. Именно такое вещество и было получено исследовательской группой Линчёпингского университета, которую возглавил Цзяньву Сунь. Статья, посвященная научной работе, опубликована, в ACS Nano.

Читайте также: Универсальное водородное топливо в виде пасты

Исходным предметом изучения был кубический карбид кремния (3C-SiC). Чтобы придать материалу необходимые свойства, исследователи создали его разновидность с очень маленьким порами. Эксперименты с ним, доказали, что нанопористый 3C-SiC может эффективно поглощать как ультрафиолетовое излучение, так и большую часть спектров видимого света.

Водород из воды получение фотоэлектролизом

При этом пористая структура вещества способствует разделению зарядов, при котором высвобождается энергия, необходимая для расщепления молекул воды на кислород и водород. Кроме того, благодаря наличию множества мелких пор достигается большая площадь активной поверхности. Все это обуславливает высокую эффективность электролиза.

«Главный результат, который мы продемонстрировали, состоит в том, что нанопористый кубический карбид кремния имеет повышенную способность к разделению зарядов, благодаря чему процесс получения водорода из воды идет значительно лучше, чем при использовании карбида кремния с планарной структурой», — рассказал Цзяньву Сунь.

Проект получения чистого водорода посредством фотоэлектролиза уже получил финансовую поддержку от нескольких организаций, в том числе Шведского совета по научным исследованиям в области окружающей среды, сельского, лесного хозяйства и территориального планирования, и Шведского фонда международного сотрудничества в области науки и высшего образования.

По материалам источника:

Спасибо за ваше внимание. smileyЕсли понравилась, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару строк своего мнения