Предложен новый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии

Специалисты в области нанохимии добились очередного успеха, способствующего дальнейшему развитию устойчивого и эффективного производства водорода из воды с помощью солнечной энергии.

В новом международном совместном исследовании, проведенном под руководством Университета Флиндерса с коллегами из Южной Австралии, США и Германии, эксперты определили новый процесс солнечных батарей, который потенциально может быть использован в будущих технологиях фотокаталитического расщепления воды для производства зеленого водорода.

В сочетании с катализатором для расщепления воды, разработанным американскими исследователями под руководством профессора Пола Маггарда, новый класс кинетически стабильных оксидных солнечных материалов «ядро и оболочка Sn (II)-перовскита» может стать потенциальным катализатором для критической реакции выделения кислорода при производстве водородной энергии без загрязнения окружающей среды в будущем.

Результаты, опубликованные в рецензируемом журнале The Journal of Physical Chemistry C, открывают путь к дальнейшему развитию безуглеродных «зеленых» водородных технологий, использующих не выделяющие парниковых газов виды энергии с высокопроизводительным и доступным электролизом.

«Это последнее исследование — важный шаг вперед в понимании того, как эти соединения олова могут быть стабилизированы и эффективно работать в воде», — говорит ведущий автор работы профессор Гюнтер Андерссон (на фото) из Института наноразмерных наук и технологий Флиндерса при Колледже естественных и инженерных наук.

Наш материал указывает на новую химическую стратегию поглощения широкого диапазона энергии солнечного света и использования ее для запуска реакций производства топлива на его поверхности, — добавляет профессор Пол Маггард с факультета химии и биохимии Бэйлорского университета.

Эти соединения олова и кислорода уже используются в различных областях, включая катализ, диагностическую визуализацию и терапевтические препараты. Однако соединения Sn (II) реакционноспособны с водой и диоксигеном, что может ограничить их технологическое применение.

Исследования в области солнечной фотовольтаики во всем мире сосредоточены на разработке экономически эффективных, высокопроизводительных перовскитных систем генерации в качестве альтернативы традиционным существующим кремниевым и другим панелям.

Водород с низким уровнем выбросов может быть получен из воды путем электролиза (когда электрический ток расщепляет воду на водород и кислород) или термохимического расщепления воды — процесс, который также может осуществляться с помощью концентрированной солнечной энергии или отработанного тепла ядерных реакторов.

Водород можно производить из различных ресурсов, включая ископаемое топливо, например природный газ, и биологическую биомассу, но воздействие на окружающую среду и энергоэффективность водорода зависят от способа его производства.

Процессы, основанные на использовании солнечной энергии, используют свет в качестве агента для производства водорода и являются потенциальной альтернативой для получения водорода в промышленных масштабах.

Новое исследование было основано на предыдущей работе, проведенной под руководством профессора Пола Маггарда, который сейчас работает на факультете химии и биохимии Университета Бэйлора в Техасе, а ранее — в Университете штата Северная Каролина.

Ранее ученые сообщили о повышении эффективности солнечных батарей с помощью смеси красок.

18.12.2024