Исследователи из австралийского национального научного агентства CSIRO представили новую технологию производства экологически чистого водорода, который может использоваться в энергоёмких отраслях, таких как сталелитейная и алюминиевая промышленность. В основе метода — концентрация солнечного света и уникальный химический реактор.
Как это работает
Сердцем новой установки стал так называемый beam-down солнечный реактор. Система начинается с поля гелиостатов — зеркал, следящих за движением солнца. Эти зеркала направляют свет на вершину центральной башни, где он концентрируется и перенаправляется вниз в солнечный реактор.
Внутри реактора находятся частицы модифицированного минерала — церия. Это оксид редкоземельного элемента, который благодаря специальной «допировке» способен эффективнее взаимодействовать с кислородом при пониженных температурах.
В процессе работы реактор разделяет молекулы воды на водород и кислород. Пар, подаваемый в установку, взаимодействует с окисленным церием: он отбирает у воды кислород, оставляя водород в чистом виде. Особенность в том, что сам катализатор можно использовать многократно, не теряя эффективности.
Зачем это нужно
Зелёный водород рассматривается как перспективная альтернатива ископаемому топливу, особенно в отраслях, где сложно отказаться от высокотемпературных процессов. Он горит без выбросов углекислого газа, выделяя лишь водяной пар. Однако его производство, например с помощью электролиза, само по себе требует больших затрат энергии.
Решение CSIRO позволяет производить водород с помощью солнца, без использования электроэнергии из внешних источников. Экспериментальная установка уже показала эффективность преобразования солнечной энергии в водород на уровне более 20% — это значительно выше показателей большинства существующих методов, которые достигают лишь около 15%.
По словам одного из руководителей проекта, доктора Джин-Су Кима, установка пока не достигла промышленного масштаба, но демонстрирует высокую активность при сравнительно умеренных условиях. Учёные уверены, что дальнейшее усовершенствование технологии позволит ей конкурировать с электролизом как по стоимости, так и по производительности.
