Водородное топливо из морской воды: теперь — дешево и просто
Благодаря исследователям из Стэнфорда, уже в ближайшем будущем может появиться новый универсальный рецепт водородного топлива: соленая вода, солнечная энергия и пара электродов. Ученые разработали доказательство концепции отделения водорода от кислорода в морской воде с помощью электричества.
Но к чему все эти сложности, если можно просто использовать очищенную воду? Хонцзе Дай, профессор химии из Стэнфорда, поясняет это прямо: для создания достаточного количества водорода нужно столько воды, что ее очистка потребует очень больших затрат – это совершенно невыгодно. Однако, если использовать соленую воду, то эра водородного топлива может наступить намного раньше, чем мы привыкли считать.
Разрушение воды с образованием водорода и кислорода называется «электролиз». Этому научному методу уже очень много лет: впервые его описал сам Майкл Фарадей в 1834 году, и с тех пор ученые пользуются его трудами. Благодаря источнику питания, к которому подключены два электрода (опущенные противоположными концами в воду), ученые могут расщеплять молекулы воды. В результате на катоде образуется поток водорода, а на аноде – поток кислорода.
Для пресной воды этот метод работает безукоризненно, а вот в соленой воде электроды понемногу разрушают хлориды, что заметно ограничивает срок службы системы. Однако Дай вместе со своей командой придумал, как решить эту проблему. Исследователи поняли, что если анод будет покрыт отрицательно заряженным веществом, то оно будет отталкивать ионы хлора (тоже обладающие отрицательным зарядом) и тем самым снижать скорость распада металла.
Для этих целей они создали ядро из никелевой пены, поверх которого нанесли слой гидроксида никеля и железа, а затем слой сульфида никеля. В результате, сердечник из пены действует как проводник, в то время как гидроксид никеля и железа способствует процессу электролиза. Для сравнения: без отрицательно заряженного слоя такая система проработает 12 часов, потому что морская вода – очень агрессивная среда. Зато с ней электрод живет до 1000 часов и даже больше!
Приятное отличие новой системы также заключается в ее простоте. Если с ее помощью можно отделить водород от кислорода, то последний обеспечит подводной лодке и даже портативному гидрокостюму практически неисчерпаемый источник ценного ресурса. Более того, по словам Дая, уже существующие системы электролиза можно быстро и довольно дешево переоборудовать под новую модель – это гораздо проще, чем начинать с нуля, ведь 90% работы фактически уже сделано.
