|  | 13 октября 2017 | Экология, Энергетика

Новый наноматериал позволяет получать водородное топливо прямо из морской воды

Фотокатализатор из наноматериала


Водород, используемый в качестве топлива для водородных топливных элементов, может быть получен методом электролиза морской воды. Однако, такой способ получения водорода был до последнего времени экономически невыгодным из-за большого количества требующейся электроэнергии и необходимости тщательной предварительной очистки морской воды. Однако, исследователи из университета Центральной Флориды (University of Central Florida, UCF) разработали новый материал, который делает процесс расщепления морской воды более эффективным. И данное достижение в будущем может стать основой нового источника экологически чистого водородного топлива.

Янг Янг (Yang Yang), исследователь из университета Центральной Флориды, работает над технологиями получения водорода в течении уже почти десяти лет. Основным направлением его работы были поиски катализаторов для реакции расщепления воды под воздействием энергии света. Но, к сожалению, практически все фотокатализаторы не могут работать в неочищенной морской воде, они быстро приходят в негодность из-за высокой концентрации солей и наличия в воде материалов биологического происхождения. Тем не менее, группе Янга все же удалось разработать новый вид фотокатализатора на основе наноструктурированного материала.

Основой наноматериала фотокатализатора является тонкая пленка из диоксида титана, материала, широко используемого в других видах фотокатализаторов. В этой пленке химическим путем сделано множество крошечных отверстий с характерными внутренними выступами. А поверхность этих выступов покрыта слоем дисульфида молибдена, "условно двухмерного" полупроводникового материала.

Кроме того, что этот катализатор эффективно работает в морской воде, он поглощает и использует энергию света более широкого спектра, нежели другие катализаторы, захватывая часть ультрафиолетового диапазона, весь диапазон видимого света и часть близкого инфракрасного диапазона спектра, что дает ему эффективность, в два раза превышающую эффективность работы других фотокатализаторов.

Эффективность работы нового нанокатализатора делает процесс получения водородного топлива более выгодным, нежели прямое получение электрической энергии при помощи традиционных солнечных батарей. Более того, водород, при наличии соответствующих технологий, более легко накапливать про запас и транспортировать в места, где возникает необходимость в дополнительной энергии. А сам гибридный наноматериал, из которого состоит фотокатализатор, производится достаточно просто из распространенных материалов, что определяет его дешевизну.

Следует отметить, что к разработке наноматериала нового фотокатализатора приложили руки и ученые из Тихоокеанской Северо-западной Национальной Лаборатории, Вашингтон, и университета Цинхуа, Китай. А в своих дальнейших исследованиях ученые будут работать над увеличением эффективности катализатора, над разработкой технологий его массового производства и над технологиями получения водорода и одновременной очистки сточных вод.




Ключевые слова:
Наноматериал, Катализатор, Свет, Морская, Вода, Расщепление, Эффективность, Водород, Топливо

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Разработан новый и недорогой способ получения водорода путем расщепления во ...
  • Ученые-химики разработали новую технологию получения экологически чистого в ...
  • Найден новый недорогой катализатор, расщепляющий воду на кислород и водород ...
  • Новый недорогой металлический катализатор - большой шаг в сторону водородно ...
  • Разработан эффективный катализатор для процесса гидролиза воды под воздейст ...




  • 13 октября 2017 21:14
    #1 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 13
    Интересно, куда девается кислород, который тоже должен получаться при расщеплении воды?
    Если поглощается "наноматериалом", то этот материал будет со временем менять свои свойства и, думаю, эффективность реакции упадёт. Затем, если это возможно без разрушения материала, его надо будет подвергать технолохии восстановления, на что уйдёт дополнительная энергия, что снизит КПД всего процесса. Количество возможных восстановлений тоже вряд-ли безгранично... значит нужно чаще делать новый.
    Если же кислород тоже выделяется при реакции в газообразном виде (что не соответствует картинке), то мы получим взрывоопасную смесь кислорода с водородом, которую сложнее хранить. Если её понадобится для безопасности разделять на кислород и водород, то опять нужна дополнительная энергия.
    Если при реакции восстановления катализатора будет экономически выгоднее перевести кислород в форму какого-либо оксида, а не оставлять в свободной форме, то мы получим дисбаланс: при сжигании такого водорода в атмосфере постепенно будет уменьшаться количество кислорода.

    P.S.
    Немного юмора в тему:
    "
    - А на Земле все еще моря есть?
    - И моря есть, и реки,
    - ...и порядочные люди есть.
    - Дикари, плакать хочется.
    "
    Кин-Дза-Дза (C)
        
    13 октября 2017 23:36
    #2 Написал: Helltorn

    Публикаций: 0
    Комментариев: 259
    Водородная энергетика имеет ряд непреодолимых проблем:
    1)Чудовищная взрывоопасность.
    2) Водород способен просачиваться сквозь кристаллическую решетку любых материалов. (Непригоден для очень длительного хранения)
    3) Свободные атомы водорода поднимаются в верхние слои атмосферы и легко уносятся в открытый космос Солнечным ветром. Активное использование водорода в промышленных объёмах приведёт к безвозвратной инфляции океанов.

    Промышленное использование водорода оправдано только если Человечество не планирует долго жить на планете Земля, потому что только в открытом космосе это самый распространенный элемент.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.