Вот вам первый факт: люди всегда ищут новые источники энергии. И связано это всегда с ростом потребления и усложнением нашей искусственной экосистемы. Именно эти два фактора играют роль Тяни-Толкая для Человечества на протяжении всей его истории. Факт номер два: как только энергия начала производится в больших объемах, в полный рост встал вопрос экологичности производства энергии. И каждый новый концепт в обязательном порядке рассматривается и с этой точки зрения.
Одним из наиболее перспективных и экологичных секторов энергетики на сегодняшний день считается водородный. Как мы все знаем из школы, при образовании воды выделяется довольно много энергии – 285,83 кДж/моль. Отсюда и проистекает очевидная идея: если где-то достать много водорода, аккуратно и постепенно смешать его с кислородом (а он есть в атмосфере, например), то будет вырабатываться энергия с отходами в виде воды. Просто отличная идея, если бы не несколько «но».
И самые главные «но» здесь будут такие. Во-первых, где взять водород? Ответ на этот вопрос есть. Уже сегодня водород можно добывать множеством методов, начиная от паровой конверсии метана или природного газа (самый дешевый метод, кстати) и электролиза воды до биохимического расщепления воды при помощи водорослей. Но вот промышленное производство водорода всеми этими методами совсем недешевое. И во-вторых, как водород хранить? На этот вопрос адекватного решения с точки зрения безопасности и дешевизны ответа нет. Например, палладий способен очень хорошо поглощать водород. В зависимости от формы образца один объем палладия может в себе удерживать до 900 объемов водорода.
Но при этом неясно как весь этот водород из палладия извлечь обратно. Да и с учетом стоимости палладия, такое хранилище можно обозвать каким угодно, но не дешевым. С другой стороны, водород можно хранить в герметичных баллонах, извлекать из которых водород совсем нетрудно. Но на автомобиле с таким баллоном в качестве топливного бака я бы не поехал ни за какие коврижки.
Тем не менее, исследования в направлении использования водорода активно ведутся. Недавно в Калининграде был разработан новый катализатор для выделения водорода из молекулы воды на основе сульфида молибдена, что предполагает существенное удешевление процесса производства водорода. Помимо собственно создания этого наноматериала, ученые предложили и форму катализатора, при которой он будет максимально эффективен. Также разработчики предложили использовать тонкие пленки сульфида молибдена, осажденные на поверхности стеклоуглерода. В этом площадь поверхности катализатора будет такой же, как если бы он был полностью изготовлен из сульфида молибдена, при существенной экономии материала.
Несмотря на эту интересную разработку, на мой взгляд, водородная энергетика войдет в нашу жизнь только тогда, когда будут разработаны дешевые и безопасные хранилища водорода, так что эта технология производства водорода пока скорее задел на будущее.
V. Fominski et al, Comparative Study of the Structure, Composition, and Electrocatalytic Performance of Hydrogen Evolution in MoSx~2+δ/Mo and MoSx~3+δ Films Obtained by Pulsed Laser Deposition, Nanomaterials (2020). DOI: 10.3390/nano10020201
Мне важно Ваше мнение. Если нравится, ставьте лайк, подписывайтесь.