Швейцарские ученые разработали установку, способную поглощать водяной пар из воздуха и расщеплять его на водород и кислород при помощи света. Подобные системы можно использовать для создания запасов солнечной энергии в виде водородного топлива, сообщила пресс-служба Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL).
«Разработка прототипа устройства была очень сложной задачей, так как ранее прозрачные газодиффузионные электроды еще не создавались. Это вынудило нас с нуля создать всю технологическую цепочку по их производству. Несмотря на все эти сложности, нам удалось разработать достаточно простой и масштабируемый подход для производства систем, использующих энергию Солнца для выработки водорода», — заявила научный сотрудник EPFL Марина Каретти, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
За последние два десятилетия физики разработали большое число катализаторов или установок по расщеплению воды, способных раскладывать молекулы воды, содержащейся в водяном паре, на кислород и водород при помощи света или электричества. Пока такие системы далеки от практического использования, чему мешает как высокая себестоимость производства водорода и кислорода, так и низкая долговечность их компонентов.
Создание этого генератора водорода стало возможным благодаря разработке прозрачных газодиффузионных электродов. Так ученые называют специализированные пористые и прозрачные конструкции из волокон оксида кремния и пластинок из оксида олова, внутри которых присутствуют небольшие включения из атомов фтора. Эти нити активно вбирают в себя молекулы воды, присутствующие в воздухе, а соседствующие с ними пластинки из оксида олова и соединенные с ними прослойки из соединений металлов и полимеров поглощают солнечные лучи и преобразуют их энергию в электрический ток. Электричество взаимодействует с молекулами воды и заставляет их расщепляться на кислород и водород.
Используя этот материал, ученые разработали прототип солнечного генератора водорода, который представляет собой емкость с газодиффузионным электродом и мембраной. Она избирательно пропускает через себя только водородное топливо. Последующие тесты показали, что устройство успешно поглощало водяной пар и расщепляло его, используя около 40% энергии поглощенного устройством света, для разложения воды. По словам физиков, данная установка полностью прозрачна и способна работать очень долго без вмешательства человека. А для ее функционирования, как отмечают ученые, необходим только солнечный свет и свежий воздух.
Дальнейшие опыты, как надеются ученые, позволят им дополнительно повысить КПД устройства, что необходимо для создания коммерчески рентабельных систем для производства водородного топлива. Их разработка приблизит человечество к созданию полноценной возобновляемой энергетики на базе водорода, подытожили Каретти и ее коллеги.
