Инженеры Мельбурнского королевского технологического университета (RMIT University) предлагают более дешевый и энергоэффективный (в сравнении с существующими) способ получения водорода непосредственно из морской воды, без её опреснения.
Водород уже давно представляется экологически чистим топливом будущего и потенциальным решением важнейших энергетических проблем; особенно в отраслях, оставляющих заметный углеродный след — промышленном производстве, авиации и судоходстве.
В настоящее время почти весь водород в мире производится из ископаемого топлива, и его производство сопряжено с выбросом около 830 миллионов тонн углекислого газа в год.
«Экологически чистый» водород, полученный путём электролиза воды, дорог; таким образом получают всего 1% от общего объёма мирового производства водорода.
Старший научный сотрудник RMIT доктор Насир Махмуд (Nasir Mahmood) отмечает, что процессы производства «зелёного» водорода затратны и предполагают использование пресной или опреснённой воды.
«Мы знаем, что водород обладает огромным потенциалом в качестве экологически чистого источника энергии, особенно для многих отраслей промышленности, которые не могут легко перейти на возобновляемые источники энергии, — говорит Махмуд.
Но чтобы быть действительно устойчивым, используемый нами водород должен на 100% не давать выброс углерода на протяжении всего жизненного цикла производства и не должен сокращать мировые запасы пресной воды.
Наш метод получения водорода прямо из морской воды прост, масштабируем и гораздо более экономичен, чем любой экологичный подход, представленный в настоящее время на рынке.
Мы надеемся, что при дальнейшем развитии это может способствовать созданию процветающей экологически чистой водородной промышленности в Австралии».
Новый метод патентуется, с обоснованием патента можно ознакомиться в опубликованной в Wiley journal, Small статье.
Для получения «зелёного» водорода используется электролиз — пропущенный через воду ток расщепляет её на составляющие элементы — водород и кислород.
В установках для электролиза (электролизёрах) используются дорогие катализаторы, также процесс требует много энергии и воды — для получения одного килограмма водорода может потребоваться около девяти литров. Есть и выброс вредных веществ, только не сравнительно безопасный углекислый газ, а крайне токсичный хлор.
«Самым большим препятствием для использования морской воды является хлор, который может быть получен в качестве побочного продукта. Если бы мы могли удовлетворить мировые потребности в водороде, не решив эту проблему, мы бы производили 240 миллионов тонн хлора ежегодно, что в три—четыре раза превышает мировую потребность в хлоре. Нет смысла заменять водород, получаемый из ископаемого топлива, производством водорода, которое может нанести ущерб нашей окружающей среде, только другим способом», — замечает Махмуд.
«В разработанном нами процессе не только отсутствует двуокись углерода, но и хлор не выделяется».
Секрет — в особом типе катализатора, разработанном специально для работы с морской водой.
«Эти новые катализаторы потребляют очень мало энергии для запуска и могут использоваться при комнатной температуре, — сообщают исследователи.
Хотя для расщепления морской воды были разработаны и другие экспериментальные катализаторы, но они сложны и их использование трудно масштабировать».
Новый метод проще и сравнительно легко переносится на уровень промышленного производства.
Махмуд сообщил, что технология обещает значительно снизить стоимость электролизёров — достаточно для достижения цели, поставленной правительством Австралии — производству экологически чистого водорода по цене 2 доллара за килограмм, что сделает его конкурентоспособным в сравнении с водородом из ископаемого топлива.
Следующим этапом исследований станет разработка прототипа электролизёра, работающего с новыми катализаторами.
Подготовка материала — XX2 век.
Источники: https://www.rmit.edu.au/news/media-releases-and-expert-comments/2023/feb/hydrogen-seawater.
✳ Друзья! Если вам нравится то, что мы делаем, вы очень поможете нам, подписавшись на канал «XX2 век». Также мы будем рады вашим лайкам и репостам на «Дзене». Поддержите распространение научного знания и научного взгляда на мир.