Устройство, разработанное в Стэнфордском университете, способно эффективно и дешево производить водород. Оно может быть использовано, к примеру, для езды на автомобилях.
Двигатели автомобилей, приводимые в движение водородом, основаны на сгорании водорода с кислородом в качестве окислителя для производства электричества и хранения его в батареях. Большим преимуществом этих автомобилей является то, что они генерируют остатки водяного пара, которые не загрязняют природу и не наносят ей вред. Однако инженерам по-прежнему необходимо улучшить производство водорода: есть несколько способов его получения, которые являются дорогостоящими или загрязняющими природу.
Теперь группа исследователей из Стэнфордского университета (Калифорния, США) опубликовала исследование в журнале "Proceedings", в котором они продемонстрировали новый способ получения газообразного водорода и кислорода от морской воды и солнечного света. Большим преимуществом этой разработки является то, что при этом не требуется использования очищенной воды, которая также является дорогостоящей в производстве.
Авторы исследования Хунцзе Дай, Дж. Дж. Джексон, Си Джей Вуд и Майкл Кенни утверждают, что для предыдущих технологий необходимо слишком много очищенной воды, в то время как ее едва хватает для текущих потребностей в Калифорнии.
Но эти исследователи представили прототип, способный дешево производить водород, который можно было бы потом использовать для массового производства топлива. На самом деле устройство столь же эффективно, как и современные технологии, в которых используется очищенная вода.
Метод основан на электролизе, химической реакции, при которой вода расщепляется, когда два электрода, подключенных к источнику энергии, погружаются в воду.
Замедлить коррозию
Одна из проблем, с которой столкнулись ученые, заключалась в том, что обычно эта технология требует использования чистой воды, чтобы избежать повреждения электродов. Так как соль из морской воды разъедает электрод и сильно ограничивает продолжительность работы системы.
Но ученые нашли способ решить эту проблему. Исследователи обнаружили, что можно покрыть катод слоями отрицательных зарядов, чтобы предотвратить прилипание хлорида натрия, морской соли и замедлить коррозию.
Без защиты использованные до сих пор электроды работали около 12 часов. Но с этой защитой они могут работать более 1000 часов.
Процесс в 10 раз эффективнее
Благодаря такому покрытию они смогли не только продлить срок службы электрода, но и увеличить интенсивность электрического тока. В частности, они могут увеличить его еще в 10 раз, а это имеет решающее значение для ускорения скорости производства водорода и эффективности процесса.
Исследователи провели эти испытания в лаборатории, но они также разработали устройство, которое использует солнечную энергию в качестве источника энергии для гидролиза морской воды, собираемой из залива Сан-Франциско.
По мнению авторов исследования, этот метод открывает двери для увеличения доступности водорода, получаемого с помощью солнечной или ветровой энергии. Кроме того, учитывая, что процесс также генерирует кислород, авторы этого исследования полагают, что дайверы и подводные лодки могут воспользоваться этой технологией для получения кислорода не выходя на поверхность. Лучше всего то, что они считают, что для достижения этого нужно не так уж и много: "80 или 90 процентов всей работы уже проделано, так что ее не нужно начинать с нуля", - сказал Хунцзе Дай.