Только представьте: топливо из морской воды! Это удивительно, но ученые научились извлекать водород из ресурсов Мирового океана. Но что это значит? Неужели водород может заменить нефть и другие виды топлива? И даже когда наступит кризис, люди все равно не будут нуждаться в энергии?
Может ли это помочь применять водород в качестве возобновляемого топлива?
Хотя водородное топливо устраняет загрязнения выхлопами, большая его часть производится из природного газа – известного полезного ископаемого. Но это также можно сделать из другого более чистого источника – воды. Взаимодействуя с электродами, погруженными в воду, можно получить чистый водород, отделившийся от кислорода.
Раньше подобные эксперименты давали положительный эффект, основываясь на чистой пресной воде. Но она стоит достаточно дорого. Чтобы увеличить возможность использования водородного топлива, необходим другой источник, позволяющий меньше тратить и не расходовать питьевую воду, которой осталось не так много на планете.
Новые опыты
Теперь новое исследование ученых из Стэнфорда демонстрирует новые методы получения водородного топлива непосредственно из воды Мирового океана.
«Сейчас потребность в водороде все еще относительно небольшая, поскольку «водородная» экономика еще не развита достаточно и находится на ранней стадии развития. Это только зачатки», - говорит Хунцзе Дай, профессор химии в Стэнфорде и соавтор новых исследований.
Спрос на водород скоро станет очень высоким. Автомобили на водородном топливе уже колесят по дорогам, а в Германии даже существует поезд с водородным двигателем. Сан-Франциско выпустил паром, работающий также на водороде, Норвегия проектирует и разрабатывает грузовое судно с нулевыми отходами. Стартап в Сингапуре создает первый региональный водородно-электрический самолет.
«Если в будущем автомобили, работающие по такому принципу, или другие машины начнут функционировать, нам потребуется больше водорода, и вы собьетесь с ног в попытках его отыскать», - говорит Дай.
В будущем суда, функционирующие на водородных топливных элементах, могли бы производить собственное топливо, называемое бункером, которое используют сегодня. По одной из оценок, один большой контейнеровоз может производить столько же вызывающих онкологию загрязнений, сколько и 50 миллионов авто с выбросами парниковых газов. И это пугает.
Поиски решения
Некоторые страны, включая США, в прошлом году экспериментировали с получением водорода из морской воды. Компания Alphabet`s Moonshot Factory пробовала сделать исследования другим методом, но их опыты провалились – проект пришлось закрыть. Исследователи из Стэнфорда протестировали метод, использующий простой электролиз, начинающийся с несложных настроек.
В соленой воде положительный электрод обычно привлекает хлорид, быстро разлагая металл. При добавлении нового покрытия электрод может прослужить дольше. Это также означало, что команда могла использовать в 10 раз больше электроэнергии со своим устройством, генерируя водород быстрее. Исследователи также сделали методику энергоэффективной: она может работать на возобновляемой электроэнергии.
Все преимущества
Изучение находится на ранней стадии, но Дай говорит, что компании заинтересованы в лицензировании технологии. Топливо теоретически может быть широко использовано при транспортировке, от автомобилей до самолетов. Так как процесс также производит кислород, он может быть использован на подводных лодках, где он может поставлять топливо для корабля и кислород для людей на борту. Дайверы также могут использовать эту технологию в устройстве для замены кислородного бака.
- Водородные топливные элементы могут также накапливать электроэнергию от электростанций или накапливать энергию в домах.
- Топливные элементы могут хранить больше энергии, чем батареи, и избегать некоторых из экологических проблем, доставляемых ими.
«Водород потенциально является следующим поколением энергии для различных накопительных устройств, потому что плотность энергии на самом деле выше, чем у батарей», - говорит Дай. «Это означает, что когда вы заправляетесь, вы можете проехать на большее расстояние. Или вы можете питать более тяжелые устройства».
Чтобы водородная экономика достигла своей цели, придется решать инженерные и инфраструктурные задачи. Но океан потенциально может обеспечить человечество топливом.
