Новый генератор водорода работает от одной пальчиковой батарейки
В 2015 году компании Toyota и Honda обещают выпустить первые серийные автомобили на водородных двигателях. Технология транспорта на водороде в первую очередь отличается от обычных двигателей внутреннего сгорания своей экологической чистотой. Ведь единственный выхлоп в такой системе — водяной пар. В то же время критики указывают на то, что при получении водорода из природного газа выделяются парниковые газы, которые способствуют глобальному потеплению.
Но учёные Стэндфордского университета считают, что в скором времени водород для автозаправок будут получать более безвредным методом. Исследователи разработали недорогое устройство на пальчиковых батарейках, которое без вредных выбросов производит этот газ путём электролиза воды, то есть расщепления её на водород и кислород. В отличие от других подобных генераторов электроды нового устройства выполнены не из драгоценных металлов, а из доступного сочетания железа и никеля.
"Используя дешёвые материалы мы смогли создать достаточно активные катализаторы, чтобы расщеплять воду при комнатной температуре от одной 1,5-вольтовой батарейки, — говорит профессор химии Хуцзе Дай (Hongjie Dai). — Это первый случай, когда для подобных реакций используются доступные металлы, а не платина или иридий".
Водородный двигатель, который уже используется в прототипах различных транспортных средств, получает энергию от реакции обратной расщеплению воды, в которой газообразный водород соединяется с кислородом из воздуха.
Проблема состоит в том, что при существующих технологиях дешевле получать водород путём смешивания природного газа с очень горячим водяным паром. Этот процесс требует больших затрат энергии, а его побочным продуктом является углекислый газ, чрезмерные выбросы которого считают основной причиной глобальных климатических изменений.
"Уже несколько десятилетий учёные стремятся создать недорогие электрокатализаторы с высокой активностью и длительным сроком службы, — рассказывает Дай в пресс-релизе. — Поэтому, когда мы узнали, что электроды на основе никеля так же эффективны, как платина, это стало полной неожиданностью".
Учёные открыли структуру из металлического никеля и его оксида, которая оказалась гораздо лучшим катализатором, чем каждый из элементов по отдельности. В будущем такие электроды смогут экономить производителям водородного топлива миллиарды, которые сегодня тратятся на электроэнергию.
Сейчас авторы устройства, описанного в журнале Nature Materials, работают над продлением его срока службы. Электроды довольно стабильны, но со временем распадаются. В текущей версии их хватает всего на несколько дней безостановочной работы. Помимо этого учёные планируют создать генератор водорода на солнечных батареях, чтобы сделать весь процесс максимально экологичным.
Стоит добавить, что помимо получения водорода устройство может быть использовано для производства газообразного хлора и гидроксида натрия, которые также имеют важное промышленное значение.
Иван Загорский
Но учёные Стэндфордского университета считают, что в скором времени водород для автозаправок будут получать более безвредным методом. Исследователи разработали недорогое устройство на пальчиковых батарейках, которое без вредных выбросов производит этот газ путём электролиза воды, то есть расщепления её на водород и кислород. В отличие от других подобных генераторов электроды нового устройства выполнены не из драгоценных металлов, а из доступного сочетания железа и никеля.
"Используя дешёвые материалы мы смогли создать достаточно активные катализаторы, чтобы расщеплять воду при комнатной температуре от одной 1,5-вольтовой батарейки, — говорит профессор химии Хуцзе Дай (Hongjie Dai). — Это первый случай, когда для подобных реакций используются доступные металлы, а не платина или иридий".
Водородный двигатель, который уже используется в прототипах различных транспортных средств, получает энергию от реакции обратной расщеплению воды, в которой газообразный водород соединяется с кислородом из воздуха.
Проблема состоит в том, что при существующих технологиях дешевле получать водород путём смешивания природного газа с очень горячим водяным паром. Этот процесс требует больших затрат энергии, а его побочным продуктом является углекислый газ, чрезмерные выбросы которого считают основной причиной глобальных климатических изменений.
"Уже несколько десятилетий учёные стремятся создать недорогие электрокатализаторы с высокой активностью и длительным сроком службы, — рассказывает Дай в пресс-релизе. — Поэтому, когда мы узнали, что электроды на основе никеля так же эффективны, как платина, это стало полной неожиданностью".
Учёные открыли структуру из металлического никеля и его оксида, которая оказалась гораздо лучшим катализатором, чем каждый из элементов по отдельности. В будущем такие электроды смогут экономить производителям водородного топлива миллиарды, которые сегодня тратятся на электроэнергию.
Сейчас авторы устройства, описанного в журнале Nature Materials, работают над продлением его срока службы. Электроды довольно стабильны, но со временем распадаются. В текущей версии их хватает всего на несколько дней безостановочной работы. Помимо этого учёные планируют создать генератор водорода на солнечных батареях, чтобы сделать весь процесс максимально экологичным.
Стоит добавить, что помимо получения водорода устройство может быть использовано для производства газообразного хлора и гидроксида натрия, которые также имеют важное промышленное значение.
Иван Загорский