Бесплатный водород? Грядет ли топливная революция

*

Поиск безопасной и эффективной технологии получения топлива стал своеобразным «Святым Граалем» ученых. Тот, кто добьется желанного и сможет дать человечеству метод, который обеспечит планету неиссякаемым источником энергии, сделает свое имя бессмертным. Работа в этом направлении ведется - новые достижения в области получения экологически чистого топлива с использованием солнечного света представили недавно британские ученые.

Команда экспертов по возобновляемым источникам энергии из эксетерского университета впервые разработала технологию производства водорода с использованием солнечной энергии. Возможность получения чистого и доступного топлива в промышленном масштабе стала как никогда близка.

Команда разработала инновационный метод разделения воды на ее составные части - водород и кислород - с использованием солнечного света. После этого водород можно использовать в качестве чистого топлива в бытовых целях - для обогрева домов, при сжигании в двигателях автомобилей и т.д. Такое топливо, созданное по технологии синтетического фотосинтеза, не только значительно уменьшит выбросы человечеством углерода в атмосферу, но и будет практически безграничным источником энергии.

Метод основан на использовании революционного фотоэлектрода - элемента, который поглощает свет и за счет этого инициирует электрохимическое преобразование воды - разложение ее на водород и кислород. Состав фотоэлектрода включает наночастицы лантана, железо и кислород.

По утверждению ученых, новый тип фотоэлектрода дешев в производстве, и технология может быть масштабируема сколь угодно много - для массового использования ее по всему миру нет никаких ограничений. Доклад с результатами был опубликован в издании «Научные доклады» (Scientific Reports).

*

Говиндер Павар (Govinder Pawar), ведущий автор исследования рассказал, что в сегодняшних условиях роста экономики и количества населения на планете, ископаемые виды топлива не смогут удовлетворить возрастающий спрос на энергию, доступные запасы исчерпаются со временем. Необходимо найти альтернативные возобновляемые источники энергию, и солнечная радиация всегда рассматривается на первом месте. Водород является перспективным альтернативным источником топлива, способным заменить углеводородные продукты, поскольку он имеет более высокую плотность энергии (более чем в два раза), к тому же при его сжигании не образуется углеродных выбросов - единственным побочным продуктом является обычная вода.

В настоящее время около 85 процентов глобального производства энергии на Земле приходится на сжигание ископаемого углеводородного топлива. Его объемы ограничены, месторождения есть не у всех государств, цены растут - поэтому потребность и желание найти устойчивый, экономически эффективный источник возобновляемого топлива непрерывно растут, мотивируя ученых работать в данном направлении.

Неудивительно, что Солнце является самым востребованным источником возобновляемой энергии. Потенциал его радиации на Земле огромен - по расчетам, это 100 000 тераватт ежегодно, а это означает, что за час на нашу планету поступает столько же энергии, сколько тратится человечеством за целый год.

Однако все предыдущие усилия по созданию эффективной технологии преобразования солнечного света в топливо, которое можно было бы накапливать и использовать повсеместно, были тщетными. Это ограничивало использование энергии Солнца выработкой электричества, и этот процесс до сих пор не слишком эффективен как этого хотелось бы.

В новом исследовании команда использовала оксид железа и лантан для создания полупроводникового материала, который бы дал искомый эффект производства водорода из воды при воздействии энергии солнечного света.

Павар рассказал, что фотоэлектрод на основе LaFeO3 имеет идеальные характеристики, необходимые для разделения воды H2O на ее составляющие (водород H2 и кислород O2), самостоятельно без необходимости внешнего стимулирования процесса. Материал в экспериментах обладает отличной стабильностью - после почти суточной работы он не обнаружил признаком деградации.

В настоящее ученые работают над дальнейшим совершенствованием технологии - для более эффективного производства с большим коэффициентом полезного действия. Возможно скоро мы увидим, как на всех дорогах планеты появятся автозаправки с водородным топливом.

*