Мир ищет альтернативные виды топлива, которые могут помочь человечеству остановить глобальное потепление. Среди экологичных видов водород обладает наибольшим потенциалом для удовлетворения постоянно растущей мировой потребности в топливе. Этот простейший элемент, являющийся переносчиком энергии, состоит всего из одного протона и одного электрона.
Благодаря нулевым (ну или почти нулевым) выбросам от конечного использования и постоянно пополняемыми запасами ископаемого топлива водород может быть идеальным устойчивым энергоносителем и играть огромную роль уже в ближайшем будущем.
Ученые из индийского Международного центра перспективных исследований порошковой металлургии и новых материалов (ARCI) разработали метод, сочетающий в себе процессы электролиза и риформинга для получения водорода из смеси метанола и воды путем электрохимического риформинга метанола при повышении атмосферного давления и температуры (ECMR). Основное преимущество этого процесса заключается в том, что электрическая энергия, необходимая для производства водорода, составляет всего 1/3 электролиза воды (электролиз воды требует 55-65 кВт*ч/кг водорода).
Водород привлекает большое внимание из-за его энергетической ценности в 40 кВт*ч/кг. Это намного больше, если сравнить эти показатели с показателями такого химического топлива, как бензин, дизель или сжиженный нефтяной газ — их энергетическая ценность ограничена диапазоном в 12-14 кВт*ч/кг. Водород содержится в воде, но присутствует также в газе, нефти и многих других природных материалах.
Одним из самых распространенных методов производства водорода являются электролиз воды или преобразование углеводородов — например, метана. Сейчас весь мир, а особенно Европа, делает все возможное, чтобы перейти на экологически чистое топливо. Принятие зеленого водорода из возобновляемых источников и интегрированный процесс электролиза воды для выработки энергии окажут значительные преимущества в борьбе с изменением климата.
Основные компоненты электролизера ECMR на основе PEM ученые изготовили из расслоенного графитового материала. Использование углеродных материалов в качестве биполярных пластин стало одним из значительных достижений в замене их титановых аналогов, которые обычно используются при сборке электролизеров, предлагающих довольно сомнительное соотношение цены и качества.
Команда ARCI разработала собственный процесс изготовления основных компонентов, таких как сборка мембранных электродов (MEA), биполярные пластины и ряд технологического оборудования. Этот процесс должен значительно снизить стоимость водорода по сравнению с методом электролиза воды, а также может быть легко интегрирован с возобновляемыми источниками энергии.
Читать далее
Наука будущего: какие разработки молодых ученых были отмечены в Москве в 2021 году
Ученые придумали, как отправить корабль на Марс за 45 дней с помощью лазера
Астрономы сфотографировали черную дыру в центре спиральной галактики