Ранее получение водорода как топлива было затратно, неэффективно и наносило вред окружающей среде. Но новая технология, разработанная в Университете Центральной Флориды позволяет с высокой эффективностью получать водород из морской воды.
Морское топливо
Существует широкий спектр возобновляемых источников энергии, способных поддержать наш всё более энергозатратный образ жизни по мере сокращения потребления ископаемого топлива. Один из таких источников — настолько же обнадёживающий, насколько и необычный. Исследователь из Университета Центральной Флориды Янг Янг сделал важное достижение — он создал гибридный наноматериал, который использует солнечную энергию для получения водорода из морской воды.
Янг входит в состав преподавателей Центра нанотехнологий и факультета материаловедения и инжиниринга в Университете Центральной Флориды, и его работа над этим материалом продолжается более десяти лет. Имеющиеся материалы, используемые для получения водорода, весьма дорогостоящи и не слишком эффективны — и в этом метод Янга от них резко отличается.
Успех впечатляет: над получение водорода под действием солнца многие исследователи, включая Янга, напряженно работают многие годы. «Мы открыли новый подход к расщеплению обычной воды, а не только очищенной лабораторной», — говорит Янг. «Это реально работает с морской водой.»
Для получения водорода необходим фотокатализатор — материал, запускающий химическую реакцию под воздействием света. Но ввиду коррозионного характера морской воды требовался чрезвычайно устойчивый катализатор, и здесь вышел на сцену гибридный наноматериал.
В начале это был сверхтонкий лист диоксида титана (самый распространённый фотокатализатор), в котором были сделаны наноразмерные впадины. Впадины затем были закрыты наночешуйками дисульфида молибдена, двумерного материала толщиной в один атом. Этот материал вдвое эффективнее других фотокатализаторов, поскольку не просто конвертирует в энергию ограниченный диапазон волн, а утилизирует излучение в самом широком диапазоне — от инфракрасного до ультрафиолета.
Подпись к изображению: Гибридный нанофотокатализатор глазами художника
Креативная энергия
Водородное топливо имеет свои «за» и «против». Плюс— единственным продуктом сгорания является водяной пар, это радикальное отличие от выбросов при сгорании ископаемого топлива. В случае транспортных средств, водородные топливные ячейки в два раза более экономичны по сравнению с обычным бензином. Более того — и что наиболее очевидно — водород возобновляем и запасы его практически неограничены.
Однако до последнего времени создание водородного топлива было весьма затратно; к тому же отсутствует инфраструктура, обеспечивающая его применение. Основная проблема с водородом — существующие способы его получения не только неэффективны, но также зачастую используют невозобновляемый ресурс — природный газ. Однако рассматриваемый способ получения водорода, возможно, устранит препятствия на пути водородного топлива.
Если этот наноматериал будет применятся в промышленном масштабе, этот процесс мог бы производить заметный объём «зелёной» энергии, вытесняя ископаемое топливо и помогая нам в борьбе с изменением климата. В ближайшей перспективе, он мог бы содействовать экономике штата Флорида: при изобилии морской воды и ввиду необходимости восстановления региона после урагана «Ирма» — такое содействие весьма приветствуется.