Водород из воды: Вперед, к новому топливу
Группа профессора Крэга Граймса (Craig Grimes) на днях рапортовала о том, что им осталось решить буквально немного до создания недорогой, несложной и масштабируемой технологии фотоэлектролиза воды, одним из продуктов которого является чистый водород (фотоэлектролизом называется процесс расщепления молекулы под действием света; при этом вода, разумеется, образует кислород и водород).
Другие современные способы получения водорода используют в качестве его источника природный газ, однако при этом выделяется «парниковый» углекислый газ, да и сам по себе природный газ относится к невосполняемым ресурсам. Профессор же Граймс предлагает использовать воду, запасы которой на Земле практически безграничны, и солнечный свет.
Для этого ученые изготовили тонкие пленки из самоорганизующихся вертикальных нанотрубок титаново-железного оксида Ti-Fe-O, которые катализируют фотоэлектролиз воды. Прежде они уже проводили эксперименты с нанотрубками из оксида титана (TiO2), добившись эффективности электролиза в 16,5% при использовании ультрафиолетового света. Оксид титана широко используется в солнцезащитных материалах и обладает хорошими антикоррозионными свойствами. Однако ультрафиолет составляет лишь около 5% от всего спектра солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. Поэтому ученые сконцентрировались на поиске материала, способного использовать более широкий диапазон света.
Для этого они «смешали» оксид титана, действующий в УФ-спектре, с оксидом железа (III) — гематитом (Fe2O3), с помощью особой техники сформировав из получившегося соединения массивы нанотрубок разной толщины и с разными пропорциями титана и железа. В настоящий момент им удалось достичь 1,5-процентной эффективности фотоконверсии, но уменьшая толщину пленки ученые намерены достичь в конце концов эффективности в 12,9% — теоретического предела для оксидов железа. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы первый этап «водородной революции» свершился.
Между тем, уже найден оригинальный способ хранения водорода: «Водородомешалка». Ученые работают и над другими способами получения этого топлива будущего из воды («Элементы воды») и даже глюкозы («Сахар в бензобаке»).
По публикации Science Daily