Коммерческое извлечение водорода из воды для нужд энергетики стало на шаг ближе
Американские учёные создали сходу два метода увязки в единую совокупность солнечных батарей, дающих энергию для реакции разделения воды на кислород и водород, и катализатора таковой реакции.
Мысль получения недорогого устройства для электролиза воды с последующим применением водорода как источника энергии посетила доктора наук Массачусетского технологического университета (MIT) Даниэля Носеру три года назад. С того времени он и его коллеги хорошо трудились над разработкой, получая возможности её использования на практике.
Последней на сегодня вехой стало создание устройства, объединившего стандартные катализатор и кремниевые фотоэлементы на базе фосфата кобальта. Будучи загружённым в воду, оно под действием солнечного света заставляет выходить на поверхность пузырьки кислорода. Главная трудность этого этапа заключалась в защите поверхности солнечной батареи от агрессивной химической среды — воды с катализатором.
Рис. 1. Электролиз воды возможно совершить с энергетической пользой. (Фото Lester V. Bergman / Corbis).
Один из подходов предполагает напыление слоя кобальта на фотоэлемент, по окончании чего его погружают в фосфатный раствор. При посредничестве электрического тока на батарее образуется слой, что защищает кремний от разрушения и в один момент предотвращает образование диоксида кремния (данный диэлектрик может блокировать работу прибора).
Второй вариант кроме этого предусматривает получение защитного покрытия, но из раствора оксидов олова и индия (ITO).
И в том и другом случае, действительно, было нужно применять дополнительные источники энергии: единичной фотоэлектрической батареи не хватило для помощи реакции. Ещё одной трудностью есть разработка дополнительного катализатора, благодаря которому из воды будет выделяться водород, причём в виде молекул, а не атомов.
Господин Носера, сотрудничавший с обеими группами экспертов (их работы размещены в изданиях Energy & Environmental Science и Proceedings of the National Academy of Sciences), говорит, что в возможности обязана оказаться несложная установка в виде контейнера с двумя отдельными ёмкостями для воды. К разделительной перегородке прикрепят солнечную батарею с катализаторами по обеим её сторонам, каковые в присутствии электричества будут содействовать выходу пузырьков кислорода из одной водорода и ёмкости — из второй.
Не смотря на то, что до полноценного трудящегося прибора ещё на большом растоянии, доктор наук Носера и основанная им компания SunCatalytix уже заручились денежной помощью индийского промышленного монстра Tata Group и агентства по инновациям американского Минэнерго APRA-E.