Водородные транспортные средства понемногу начинают появляться на улицах, и хотя это чистый и бесконечный источник топлива, недостаток инфраструктуры для массового производства, распределения и хранения водорода по-прежнему остается основным препятствием для массово использования таких авто.
Но новая работа из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) может упростить эту задачу, используя устройство, которое производит водород и электричество при помощи солнечного света.
Устройство UCLA представляет собой гибридную единицу, которая объединяет суперконденсатор с водородным топливным элементом и полностью работает от солнечной энергии.
Наряду с обычными положительными и отрицательными электродами устройство имеет третий электрод, который может либо хранить электрическую энергию, либо использовать ее для разделения воды на ее составляющие — атомы водорода и кислорода — процесс, называемый водным электролизом.
Чтобы сделать электроды максимально эффективными, команда максимизировала площадь поверхности, которая контактирует с водой, вплоть до наноразмера. Это увеличивает количество водорода, которое может произвести система, а также количество энергии, которую может хранить суперконденсатор.
— Люди нуждаются в топливе для своих автомобилей и электроэнергии для своих устройств. Теперь можно делать топливо и электричество одним прибором, — отметил Ричард Канер, старший автор исследования.
Сам водород может быть чистым, но производить его в коммерческих масштабах может оказаться не очень экологично.
Он часто создается с помощью природного газа, который не только приводит к большому количеству выбросов углекислого газа, но и может быть дорогостоящим.
Использование возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, может помочь решить обе эти проблемы одновременно.
К тому же, устройство UCLA использует материалы, такие как никель, железо и кобальт, которые намного более многочисленны, чем драгоценные металлы, такие как платина, которые в настоящее время используются для производства водорода.
— Водород — отличное топливо для транспортных средств: это самое чистое топливо, оно дешевое, и оно не содержит загрязняющих веществ — это просто вода. И это может значительно снизить стоимость водородных автомобилей, — считает Канер.
Новая система также может помочь решить некоторые проблемы с инфраструктурой.
Водородные транспортные средства не могут действительно стать вездесущими, пока потребители не могут легко найти места для заправки. А с помощью устройства UCLA пользователи могут подключаться к солнцу практически в любом месте, чтобы производить собственное топливо, что может быть особенно удобным для людей, живущих в сельских или отдаленных районах.
В качестве дополнительного бонуса часть системы может химически хранить собранную солнечную энергию в качестве водорода.
Хотя текущее устройство размером с ладонь, исследователи говорят, что его можно относительно легко масштабировать.