Катализатор для получения водорода из воды становится доступнее

Чистая энергия будущего зависит от нашей способности укротить такие возобновляемые источники как солнце и ветер. Однако учёные университета Торонто решили предложить более контролируемую альтернативу: не так давно был презентован новый катализатор, который даёт толчок развитию целому ряду технологий получения водорода из воды.

Водород является ключевым ингредиентом нашего мира, входя в состав практически всего: от топлива до удобрений. Кроме того у него есть колоссальный потенциал для выработки энергии. Идея заключается в том, чтобы использовать электричество из возобновляемых источников для получения водорода из воды, а затем превращать сам водород в топливный элемент, обеспечивающий чистой энергией «по запросу».

На сегодняшний день основная проблема заключается в том, что в большинстве случаев водород, который является чрезвычайно важным промышленным сырьем, получается из ископаемого топлива, что приводит к значительному выбросу углерода. С другой стороны, водород возможно получать с помощью «чистого» электролиза, однако данная технология требует значительного количества электроэнергии и до сих пор не показывает высокую эффективность в сопоставлении с затратами.

Для повышения эффективности процесса ряд научных лабораторий разрабатывает катализаторы, которые снижают количество электричества, необходимого для расщепления воды на водород и кислород. В настоящее время наиболее эффективные катализаторы основаны на платине, дорогостоящем материале, и работают в кислотных условиях. 

«Наш новый катализатор сделан из меди, никеля и хрома, которые являются более распространенными и менее дорогими, чем платина», — говорит Цао-Танг Динь, соавтор статьи. «Но что самое интересное, катализатор хорошо работает в условиях нейтральной рН, что открывает ряд возможностей».

Морская вода — самый распространенный источник воды на земле, указывает Динь. Но использование морской воды с традиционными катализаторами в кислых условиях потребовало бы сначала удаления соли, что является энергоемким процессом. Работа при нейтральном pH позволяет избежать высоких затрат на опреснение.

Это также может позволить использовать микроорганизмы для производства химических веществ, таких как метанол и этанол. «Есть бактерии, которые могут объединять водород и CO2 для производства углеводородного топлива», — говорит Гарсия Де Аркер. «Они могут расти в одной и той же воде и поглощать водород, по мере того, как он производится, но они не смогли бы выжить в кислых условиях».

Использование возобновляемой энергии для преобразования отработанного CO2 в топливо или другие продукты с добавленной стоимостью является целью NRG COSIA Carbon XPrize. Команда из лаборатории профессора Сарджента входит в пятерку финалистов международного конкурса, претендующего на главный приз в 7,5 миллионов долларов США.