Водород — это чистый источник топлива. Выработка водорода из солнечного света и воды не создает углекислого газа, а последние исследования улучшили эффективность и сделали стоимость более низкой. Теперь инженеры из Колумбийского университета разработали «солнечную топливную установку», которая может плавать на поверхности океана, собирать энергию при помощи солнечной батареи и использовать ее для сбора водорода из воды.
Эта установка производит водород через электролиз воды. Это метод, при котором газы H2 и O2 отделяются от жидкости путем пропускания электрического тока через воду. В большинстве случаев эти устройства требуют мембраны для отделения двух электродов, но они являются хрупкими и требуют очень чистой воды, что ограничивает их практическое применение.
Устройство, разработанное в Колумбии, может разделить воду на водород и кислород, не нуждаясь в мембране. Это означает, что оно может размещать на морской воде, которая обычно разрушает мембрану из-за загрязняющих веществ и микроорганизмов.
— Будучи в состоянии безопасно продемонстрировать устройство, которое может выполнять электролиз без мембраны, приближает нас к созданию электролиза морской воды. Эти генераторы солнечного топлива являются, по существу, искусственными системами фотосинтеза, делая то же самое, что и растения с фотосинтезом, поэтому наше устройство может открыть все возможности для создания чистой, возобновляемой энергии, — отметил Джек Дэвис, первый автор статьи, описывающей устройство, говорит.
Вместо мембраны в системе используются два сетчатых проточных электрода, которые спроектированы как асимметричные. Каждый из них покрыт катализатором только на наружной кромке и на этих поверхностях образуются пузырьки газа. На одном электроде образуются пузырьки H2, а на другом — O2, и для сбора этих газов устройство использует простую физику: просто ждет, когда пузыри надуются. О2 поднимаются на поверхность, а пузырьки Н2 заплывают в камеру сбора.
Этот уникальный механизм электролиза подключен к фотоэлектрической панели, которая генерирует требуемый ток. Вся установка может размещаться на плавающей платформе в открытом море.
— Мы особенно рады возможностям солнечного топлива из-за огромного количества солнечной энергии, которая доступна. Наша задача — найти масштабируемые и экономичные технологии, которые преобразуют солнечный свет в полезную форму энергии, — отметил Даниэль Эспозито, ведущий исследователь проекта.