Учёные разработали усовершенствованный способ получения водорода из воды с помощью электричества. Технология позволяет вдвое повысить выход топлива и сократить энергозатраты почти на 40%.
Исследователи представили новый электрохимический метод, который делает производство водорода более эффективным и менее энергозатратным. В стандартной схеме электролиза значительная часть энергии уходит на образование кислорода, что снижает общую эффективность и увеличивает стоимость производства. Новая методика решает эту проблему за счёт изменения реакции на одном из электродов.
Учёные добавили в систему простое органическое соединение и специальный медный катализатор с примесью хрома. В результате вместо кислорода на одном из этапов реакции дополнительно образуется водород. Это позволяет получать сразу вдвое больше полезного продукта за один цикл работы установки.
Эксперименты показали, что реакции проходят при напряжении около 0,4 вольта — примерно на один вольт ниже, чем при традиционном электролизе. За счёт этого суммарное потребление энергии снижается до 40%. Помимо водорода образуется побочный продукт, который может использоваться как сырьё для производства биопластиков и других химических материалов.
По словам авторов исследования, водород остаётся одним из самых востребованных химических продуктов в мире. Он применяется при производстве удобрений, в топливных элементах и как источник энергии. Сегодня основная часть водорода производится из природного газа, что требует сжигания ископаемого топлива и сопровождается выбросами углекислого газа.
Электролиз воды считается более экологичной альтернативой, однако его высокая стоимость и энергозатраты ограничивают масштабное внедрение. Новая технология может сделать «зелёный» водород более доступным для промышленности, особенно при использовании дешёвых органических веществ, получаемых из растительного сырья и отходов.
Учёные отмечают, что метод требует доработки перед промышленным применением. В частности, необходимо повысить устойчивость катализатора, чтобы он мог работать тысячи часов без потери эффективности.
Разработка нового метода электролиза открывает перспективы для более дешёвого и экологичного производства водорода. При дальнейшем совершенствовании технология может сыграть важную роль в энергетике и химической промышленности.
Источник: Live Science
Фото: Panaya Chittaratlert/Getty Images
