Водород потенциально является едва ли не самым перспективным источником энергии, но его получение связано с большими трудностями и пока что стоит слишком дорого. Поэтому учёные предлагают всё более экзотичные методы его производства, например, при помощи устройств для искусственного фотосинтеза.

Недоступное топливо

На текущий момент водород успешно используется и в качестве топлива, и в как источник энергии для работы водородных ячеек. В любом случае он более экологичен, чем ископаемые углеводороды, поскольку при сгорании водорода образуется только вода. Возможно, производители давно бы перешли на новый вид топлива, но этому сильно мешает его немалая цена. Дешёвый метод загрязняет окружающую среду так же, как и ископаемые виды топлива, а на экологически чистый потребуется неимоверное количество энергии. Правда, есть ещё один способ получить достаточно дешёвый водород без вреда для окружающей среды, но до настоящего момента он был очень далёк от практического применения.

Водород от солнца

В природе существует и успешно действует естественный механизм получения водорода. Он очень распространён, и за счёт его работы живёт практически вся земная биосфера. Речь идёт о фотосинтезе, который лежит в основе жизнедеятельности растительного мира. Фактически растению для жизни нужны вода, углекислый газ из атмосферы и солнечный свет. Необходимые для жизни вещества растения создают сами в содержащих хлорофилл клетках при помощи фотосинтеза. При фотосинтезе под воздействием солнечной энергии вода расщепляется на кислород и водород, кислород выбрасывается в атмосферу и обеспечивает существование животного мира, а водород поглощается растением и преобразуется в углеводы.

Учёные уже давно задумываются над тем, чтобы создать искусственный механизм для фотосинтеза, а некоторые смогли собрать рабочие образцы. Правда, все они обладают двумя общими проблемами: низкой эффективностью и крайне высокой чувствительностью к нагреву. Хоть процесс фотосинтеза и удалось повторить искусственно, но объём получаемого таким образом водорода крайне мал. При этом учёным приходится постоянно думать о перегреве, поскольку искусственный материал быстро разрушается при повышении температуры.

Учёные смогли получить фотокаталитический полупроводник, выращенный на кремниевой подложке. Он успешно прошёл испытания и имеет несколько больших отличий от всех аналогов, а главное из них – высокая производительность, она в 10 раз больше. При этом катализатор может работать при очень большом нагреве, который не вредит его структуре, а наоборот, помогает, восстанавливая полупроводник по мере его износа. Учёные провели целую серию опытов с разной водой и в разных условиях. В лаборатории, работая с очищенной водой, катализатор показал 9-процентную эффективность. После замены воды на обычную водопроводную эффективность снизилась до 7%, а в условиях улицы с естественным освещением – до 6,2%. По словам исследователей, размер катализатора они снизили почти в 100 раз по сравнению с аналогами, а низкая себестоимость установки и производства позволит в будущем получать дешёвый водород.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!