Большая часть водорода сегодня производится с использованием природного газа. Однако новая технология, основанная исключительно на солнечном свете и воде, может помочь человечеству отказаться от ископаемого топлива для создания чистой энергии.
Исследователи из Университета Синсю в Японии разработали инновационный реактор, который позволяет получать возобновляемое водородное топливо напрямую из солнечного света и воды. Хотя устройство пока является ранним прототипом, оно демонстрирует потенциал для дешевого и экологичного производства водорода с нулевыми выбросами.
Как это работает?
Площадь реактора составляет 100 квадратных метров, а для разделения молекул воды на водород и кислород он использует уникальные фотокаталитические панели. Процесс проходит в два этапа: сначала из воды извлекается кислород, а затем – водород. Полученный водород можно накапливать и использовать как экологически чистое топливо для транспортных средств, генераторов и других устройств.
Этот метод отличается от традиционных «одношаговых» катализаторов, которые одновременно разделяют воду на водород и кислород. Хотя такая технология проще, она сильно зависит от природного газа, что снижает её экологичность и эффективность.
В ходе испытаний реактор показал хорошие результаты как при использовании ультрафиолетового света, так и под воздействием естественного солнечного света, где его эффективность увеличилась на 50%. Однако коэффициент преобразования солнечной энергии в водород пока составляет всего около 1%. Для массового применения необходимо достичь хотя бы 5%.
Учёные считают, что увеличение масштаба реактора и разработка новых, более эффективных фотокатализаторов являются ключевыми задачами. По словам старшего автора исследования Казунари Домена, повышение эффективности солнечно-химического преобразования станет поворотным моментом для индустрии.
«Если нам удастся улучшить эффективность до практического уровня, это привлечёт внимание множества исследователей к созданию технологий массового производства, процессов разделения газа и строительству крупных заводов. Также это изменит отношение политиков и общества к олнечной энесргии и ускорит развитие инфраструктуры, законодательства и регуляторных норм в этой сфере», — отметил Домен.
Несмотря на текущие технические сложности, концепция выглядит многообещающей. Если удастся усовершенствовать катализаторы и масштабировать реакторы, мы сможем получать топливо из двух наиболее доступных на Земле ресурсов — солнечного света и воды, — оставив ископаемое топливо в прошлом.