Современные технологии позволяют всё более эффективно использовать альтернативные источники энергии – солнце, ветер и воду. Но у землян есть множество других не менее перспективных "чистых" ресурсов. Одним из них является водород. Сегодня именно он считается топливом будущего, поскольку при его сжигании не выделяется вредных для атмосферы выбросов, из-за которых усиливается глобальное потепление.
Водородное топливо можно использовать для самолётов, беспилотников и автомобилей.
Правда, методы получения водородного топлива всё ещё требуют совершенствования. Не так давно мы рассказывали об инновационных разработках в этой сфере – искусственном солнце, которое "зажглось" в Германии, а также недорогом "алюминиевом методе".
Теперь же команда учёных из Университета Центральной Флориды представила ещё один способ получения водородного топлива. Речь идёт о выделении водорода из морской воды.
Поясним, что для создания водородного топлива требуется разделить воду на два компонента – кислород и водород. Сегодня это делается в основном за счёт дорогих мощных топливных элементов, поэтому водородное топливо получается "золотым".
Инженер и специалист по нанотехнологиям Ян Ян (Yang Yang) нашёл способ удешевить этот процесс. Он создал гибридный материал, который помогает получить водородное топливо из морской воды при помощи всего лишь одного ресурса – солнечной энергии. Затраты при этом, соответственно, минимальные.
Вместе с коллегами Ян разработал новый фотокатализатор – материал, который стимулирует химическую реакцию, используя энергию света. Изначально учёные работали с очищенной водой, а затем усовершенствовали метод, чтобы получать топливо можно было из самой обычной морской воды. В ней фотокатализаторам работать сложнее из-за соли и биомассы.
Ян поясняет: новый материал создан на основе наиболее распространённого фотокатализатора – диоксида титана. Из него специалисты изготовили ультратонкую плёнку, на поверхности которой предварительно вытравили крошечные нанопоры. Их покрыли слоем дисульфида молибдена толщиной в один атом.
В результате "пропускная способность" такого фотокатализатора значительно повысилась: в то время как классические аналоги могут преобразовывать свет ограниченной части спектра, новый гибридный материал расширяет возможности. Дело в том, что плотность покрытия нанопор можно регулировать, и в итоге материал способен поглощать лучи в диапазоне от ультрафиолетовых до инфракрасных. Это увеличивает эффективность работы как минимум вдвое.
По мнению авторов исследования, получение энергии таким способом является более выгодным по сравнению с обычными солнечными батареями. Водородное топливо легко хранить и транспортировать, а фотокатализатор для его производства создаётся достаточно просто, быстро и без дополнительных затрат.
Теперь команда работает над масштабированием производства, коммерциализацией проекта и повышением эффективность нового материала. Одна из идей – ещё больше усовершенствовать фотокатализаторы, чтобы они могли производить топливо даже из сильно загрязнённых сточных вод.
Более подробное описание разработки содержится в научной статье, которая была опубликована в журнале Energy & Environmental Science.
Оценили 4 человека
5 кармы