Мечта экономики, в которой водород заменяет ископаемые виды топлива для транспорта и хранения энергии, приближается к реальности с открытием того, что магнитные поля могут увеличить добычу газа из воды.
Полученные результаты могут привести к замене дорогостоящих катализаторов и других экзотических решений, изменив экономику превращения воды в топливо.
Водород - это энергонасыщенное топливо, которое при сжигании не производит ничего, кроме воды, что позволяет избежать загрязнения воздуха и климатических последствий использования существующих видов топлива.
Однако для его широкого использования необходимы три вещи: дешевые источники чистой энергии для разделения воды, эффективный механизм разделения, а также безопасные и доступные способы хранения и транспортировки газа после его изготовления.
Падение цены на солнечную энергию в солнечных местах предлагает нам первую.
Однако наиболее эффективные методы, доступные для второго, основаны на катализаторах, использующих "благородные" металлы, такие как платина или иридий.
Поскольку платина известна дороже золота, а иридий настолько редко используется в качестве маркера астероидов, проблемы очевидны.
Даже если определение катализатора не должно использоваться в стимулирующей химической реакции, стоимость благородных металлов не оправдывает того, какой водород они могут производить.
Стремясь повысить эффективность использования более дешевых опций, д-р Фелипе Гарсес-Пинеда из Института химических исследований Каталонии обнаружил, что магнитные поля могут помочь, по крайней мере, в том случае, если катализатор сам по себе является магнитным.
Катализаторы, изготовленные из магнитных металлов железа или никеля, стоимость составляет лишь часть стоимости благородных металлов, существуют для расщепления воды, но в настоящее время неэффективны и производят водород с низкой скоростью.
"Простота ...и низкая стоимость технологии делает ее пригодной для промышленного применения", - сказал в своем заявлении Гарсес-Пинеда.
В Nature Energy компания Garcés-Pineda объявила о выпуске ряда недорогих катализаторов, частично изготовленных из никеля или железа, которые работают, по крайней мере, на 10 процентов лучше в прикладном магнитном поле.
Наиболее драматичным эффектом среди материалов, опробованных Garcés-Pineda, было использование NiZnFe4Ox, где производство водорода увеличилось более чем в два раза при включении магнитного поля.
Все четыре элементарных компонента широко распространены и широко используются, поэтому стоимость катализатора ничтожно мала по сравнению с платиной и ее родственниками.
В качестве дополнительного бонуса магнитное поле заставляет катализатор прикрепляться к никелевому подложке, вместо того, чтобы использовать клеи.
Электроды из пеноникеля, считавшиеся надеждой на производство водорода, были на 40 процентов эффективнее в магнитном поле.
Эксперименты проводились на полях менее 450 миллилитров, что в 10 000 раз сильнее магнитного поля Земли, но не имеет ничего экстраординарного по лабораторным меркам.
Похоже, что этот метод работает, потому что он выравнивает электронный спин молекул кислорода, высвобождающихся при расщеплении воды.
Формирование кислородно-кислородной связи в настоящее время является узким местом для производства водорода, поскольку если O2 не образуется, оставшийся кислород препятствует его выделению.
