×
Повышена эффективность получения водорода из воды

Получать водород из воды под действием солнечного света — заветная мечта многих ученых. Процесс протекает, но его эффективность очень низка. Это сегодня основная причина, которая сдерживает использование водорода в качестве альтернативного источника энергии. В гонке за повышением эффективности реакции вперед вырвались химики из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL). Им удалось достичь конверсии солнечной энергии в водород —  12,3 %. Работу ученых опубликовал американский журнал Science. Новость пришла с портала института epfl.ch.

 

Получением водорода из воды занимаются в лаборатории фотоники школы EPFL под руководством Майкла Гратцеля (Michael Grätzel). Его аспирант Джингшан Луо (Jingshan Luo) проделал то, что стало достойным публикации в одном из самых авторитетных в мире научных журналов. Молодой ученый использовал комбинированный подход к решению задачи. Он объединил ячейки, генерирующие электричество, с электролизером, разлагающим воду.

 

В качестве первых были взяты солнечные ячейки на основе минерала перовскита, разработанные в лаборатории Гратцеля. А для расщепления воды были использованы дешевые, но эффективные катализаторы, а именно слоистые двойные гидроксиды никеля-железа. Решение  оказалось весьма эффективным для получения водорода.

 

Дело в том, что перовскитная ячейка способна создать разность потенциалов больше 1 В. Для сравнения, аналогичные ячейки из кремния максимум давали 0,7 В. Известно, что напряжение разложения воды составляет 1,7 В. Таким образом, ученым было достаточно объединить две перовскитные ячейки, чтобы начался процесс разложения воды. В результате эффективность системы стала выше. «Впервые мы получили водород с помощью электролиза, объединив две ячейки», — подчеркнул Луо, указывая на то, что в случае кремниевых ячеек им потребовалось бы объединить три таких элемента.

 

Луо также рассказал, что перовскиты, а также никель и железо, содержащие катализаторы, могут быть получены из исходного сырья, которое в избытке присутствует на Земле, при этом относительно дешево. У технологии есть еще одно преимущество. Полученный водород может быть сохранен для последующего использования.

 

Гратцель рассказал: «Как только вы получили водород, вы можете делать с ним что хотите. Вы можете сжигать газ в двигателе, выбрасывая в атмосферу только водяной пар». Ученые не собираются останавливаться на достигнутом. «Эффективность в 12,3 %, полученная в EPFL, скоро станет даже больше», — пообещал Гратцель.    

 

Автор: Геннадий Хворых

Источник фотографий: epfl.ch