Читайте больше новостей в нашем Telegram-канале
Химикам УУХ СО РАН удалось в 2 раза сократить энергозатраты на получение водорода с помощью разложения воды.
Ученые ФИЦ угля и углехимии СО РАН разработали способ получения водорода окислением частиц алюминия в воде под воздействием лазерного излучения.
Об этом сообщила пресс-служба Центра НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики»
Расчеты показали, что эта технология затрачивает в 2 раза меньше энергии, чем классический способ синтеза «зеленого» водорода — электролиз.
Самым чистым водородом считается «зеленый» — его получают методом электролиза, т.е. путем разложения воды на водород и кислород с помощью электрического тока, который используют от возобновляемых источников энергии (ВИЭ).
Главный недостаток такого метода - высокая стоимость.
Удельные затраты электроэнергии на производство 1 кг водорода достигают 40 кВт·ч.
Во многом из-за этого доля «зеленого» водорода не превышает 5% мирового объема производства.
Химикам УУХ СО РАН удалось в 2 раза сократить энергозатраты на получение водорода с помощью разложения воды.
В качестве сырья они использовали суспензию из воды и нанопорошка алюминия, которую облучали лазером.
Тезисы одного из авторов разработки, научного сотрудника ФИЦ угля и углехимии СО РАН Я. Крафта:
- преимущество технологии в том, что лазерное излучение поглощается только частицами алюминия, а вода оптически прозрачна;
- частицы алюминия покрыты оксидной оболочкой - облучение разрушает ее, вода контактирует с металлическим ядром и происходит химическая реакция с выделением водорода;
- благодаря простоте процесса, выбранным компонентам и инструментам мы можем сократить затраты электроэнергии до 15–17 кВт·ч на 1 кг водорода.
Побочный продукт процесса - оксид алюминия, который можно использовать для производства адсорбентов и керамических материалов, а также в качестве носителя катализаторов.
Технология с учетом выведения на промышленный уровень также может оказаться доступнее электролиза.
Тезисы Я. Крафта:
- наш лазер исследовательского класса и характеристики его излучения даже избыточны для промышленного получения водорода данным методом;
- предлагаемую технологию можно масштабировать, используя доступные коммерческие полупроводниковые лазеры;
- наши расчеты показывают, что производительность модуля с использованием одного источника лазерного излучения составит 2.5-3 м3/час водорода;
- если их объединить в кластер, то можно достичь показателей промышленного электролизера, только система получится более компактной и дешевой.
В ближайшее время ученые планируют снизить стоимость получаемого водорода, заменив наночастицы на отходы металлообработки - алюминиевые опилки и стружки.
Это будет переработка вторичного сырья, которая ускорит внедрение технологии.
Напомним, что ФИЦ УУХ СО РАН входит в консорциум Центра компетенций Национальной технологической инициативы «Водород как основа низкоуглеродной экономики» на базе Института катализа СО РАН.
Специалисты центра и их партнеры проводят фундаментальные и прикладные исследования для внедрения методов получения и применения чистого водорода.
Ранее Ученые из Института катализа СО РАН разработали катализаторы на основе искусственных минералов для применения в контексте водородной энергетики для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), протонно-обменных мембран (ПОМ) и каталитических реакторов.
