С самого начала появления «самокатных карет», как тогда называли первые автомобили, встал вопрос об используемом ими топливе. Разработка нефтяных месторождений только началась, вышек было очень мало. К тому же очистка нефти была далеко не на высоте, а бензин, солярку и керосин производили очень низкого качества. Поэтому на улицах городов они дымили со страшной силой. Первое время пытались даже использовать уголь и дрова, но с их участием в процессе возникала та же проблема. К счастью, уже тогда появились варианты двигателей, работающих на экологически чистом источнике движения.
Примером может служить электричество. Первые модели электромобилей выпускали ещё в 1834 году. Однако они не получили широкого распространения. Их батареи были слабы и позволяли проезжать всего несколько километров, к тому же электростанций было мало, а электроэнергия стоила очень дорого.
На рубеже 19-20-го веков возникли первые попытки создания водородных двигателей. В качестве топлива пытались использовать обычную воду, что вполне логично, ведь и кислород и водород являются летучими веществами. Однако в результате исследований выяснилось, что кислород слишком взрывоопасен, поэтому инженеры остановились на водороде. Для этого было необходимо разработать способ его выделения из воды.
Кстати, один из самых первых водородных двигателей для автомобилей появился в Советском Союзе ещё в 1976 году. Он был установлен на «Москвиче-412», но широкого распространения он не нашёл ни в СССР, ни в других странах мира. Ситуация изменилась в конце 20 – начале 21 веков, когда перед миром остро встала проблема загрязнения окружающей среды. Именно тогда впервые возникло понятие «водородной экономики», под которой понимается использование экологически чистых топливных ресурсов.
В 2015 году значительная часть стран мира подписала Парижское соглашение о климате, которое предполагает переход к производству безопасной энергии к 2050 году. Особенно острой эта проблема стала для Японии, в которой с конца 20 столетия шло бурное развитие промышленности. Производство требовало использования больших объёмов невозобновляемых, «грязных» топливных ресурсов. Я напомню, что Япония – это небольшое островное государство с огромным населением и почти полным отсутствием природных ресурсов.
Применение «грязного топлива» до конца 21 века полностью бы разрушило экологию страны. Именно поэтому ещё с конца прошлого столетия начались разработки основ для осуществления «водородного перехода». И вот 27 мая 2024 года в журнале Nature была опубликована статья по результатам исследований, проводимых группой учёных в университете Синсю. В их числе оказались профессор Казунари Домени и доктор Такаши Хисатоми, которые описали конструкцию не просто двигателя, а целой энергетической установки, где используется вода и солнечный свет.
«Эта технология станет важным шагом к переходу на экологически чистую энергетику, а также ускорит разработку законов и инфраструктуры для использования солнечного топлива», пишет К. Домени.
Ему вторит Такаши Хисатоми:
«Технология позволяет не только использовать солнечный свет для получения водорода, но и сохранять его в виде химической энергии, что делает топливо доступным в любое время».
С водородом вроде всё понятно, но причём здесь солнечный свет? Дело в том, что для разделения воды на водород и кислород используются специально разработанные фотокатализаторы, которые работают в ограниченном ультрафиолетовом диапазоне с длиной волн в 350-360 нм. Искусственный свет не располагает возможностями создавать излучение в таком узком диапазоне. Да и открытый солнечный свет имеет широкий спектр излучения, где нужные волны составляют не более 10% светового потока.
Именно по этой причине японские учёные разработали новейшие фотокатализаторы, которые, пропуская солнечный свет сквозь себя, отсекают значительную часть волн ненужного спектра. Однако первые модели смогли увеличить эффективность лишь в три раза – до 30%. Как итог, их производство было приостановлено, начались дополнительные исследования. По последним данным сейчас разработаны установки, позволяющие увеличить процент нужных частот до 50, а в дальнейшем – до 90% и даже выше. Что ж, подождём немного, может что и получится…
Спасибо за лайк, комментарий, подписку и репост!