Вода – лучшее сырьё для производства водорода, вот только морскую использовать невозможно, приходится расходовать драгоценную пресную. Китайские же исследователи утверждают, что смогли модернизировать процесс и создать устройство, способное извлекать «зелёное топливо» из солёной воды.

Неподходящее сырьё

Водород всё чаще используется и в современной промышленности, и в качестве топлива. С появлением топливных элементов спрос на этот газ постоянно растёт. Водородные ячейки – отличный источник энергии, экологически чистый и достаточно мощный. Вполне вероятно, что в недалёком будущем они станут гораздо более доступными благодаря дешёвым и эффективным мембранам. Если это произойдёт, то будет реализован целый ряд интересных проектов, таких как стационарный домашний или портативный водородный генератор. Они уже были представлены широкой общественности ведущими производителями и ждут того времени, когда цена на оборудование станет доступной для обычного покупателя.

А до тех пор учёным нужно придумать способ массового производства «зелёного топлива», поскольку любой из существующих методов его получения слишком дорог, поэтому итоговая цена тоже крайне высока. Наиболее приемлемым из них является электролиз, во время которого обычная вода разлагается на составляющие её кислород и водород при помощи электрического тока. Конечно, на электролиз тратится немало энергии, но проблема не в этом, самая главная трудность – пресная вода, поскольку морскую для этого использовать нельзя. По своей сути морская вода представляет собой раствор различных солей, электролит, который сам по себе достаточно агрессивен и вызывает усиленную коррозию металлов. В процессе электролиза соли расщепляются на ионы, а степень их активности намного возрастает. В результате получается очень агрессивный раствор, негативно воздействующий на любое оборудование. Оно исправно работает лишь короткое время, после чего из-за коррозии его состояние быстро ухудшается, что и приводит к серьёзным поломкам. Победить этот процесс современная наука не в состоянии.

Большой прорыв

Исследовательская группа из Нанкинского технического университета долгое время работала над решением этой проблемы и недавно опубликовала результаты собственных изысканий. По мнению китайских учёных, солёную морскую воду всё-таки можно использовать в качестве сырья для электролиза, причём в пределах одного устройства. Ранее уже проводились опыты в этом направлении, но практика показала, что этот процесс неэффективен, затраты на предварительное опреснение воды слишком велики, а итоговая цена водорода получается очень большой. В свою очередь, нанкинские специалисты разработали электролизер для морской воды, не требующий дистилляции, но при этом способный работать очень долгое время без поломок.

Его главное отличие заключается в использовании специальной мембраны, изготовленной из политетрафторэтилена (тефлона). Эта мембрана разделяет морскую воду и активную зону, в которой находится электролизер. Тефлон воду не пропускает, зато через него хорошо проходит пар. В мембране создаются условия, при которых на её границе с солёной водой активно образуется пар, а попадает он внутрь благодаря разнице давления между водой снаружи и электролитом внутри, где образуется кислород и водород. Таким образом через мембрану проходит исключительно пресная вода без примеси вредных для оборудования ионов солей.

Для того чтобы проверить работоспособность теории, исследовательская группа собрала тестовый прототип размером с тумбочку. Он работал на протяжении четырёх месяцев, а в качестве сырья использовалась морская вода из залива Шэньчжэнь. За всё это время не было ни одного сбоя, а когда эксперимент завершился, оборудование было целиком исправным и продолжало вырабатывать водород. Устройство обследовали и не обнаружили внутри никаких следов ионов солей. Конечно, производительность у него совсем небольшая, но это всего лишь тестовый образец для проверки теоретических выкладок. По мнению учёных, технику можно улучшить и добиться более высоких результатов. К тому же, исследователи провели ряд опытов и смогли, помимо пресной воды, получить соли лития, доказав таким образом, что устройство также может получать сырьё для производства аккумуляторов.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!