Израильские исследователи разработали эффективную, недорогую, экологически чистую и безопасную технологию производства водорода, сообщил в воскресенье Северный израильский технологический институт (Технион).
Во всем мире около 65 миллионов тонн водорода производится ежегодно на сумму около 130 миллиардов долларов США.
Водород в основном используется на нефтеперерабатывающих заводах, а также при производстве аммиака и метанола. В будущем ожидается его использование также в качестве топлива для электромобилей на топливных элементах (FCEV), топлива для хранения энергии из возобновляемых источников энергии, промышленного и бытового отопления и многого другого.
Большая часть производимого в настоящее время водорода получается из ископаемого топлива, и его производство включает процессы, которые выделяют углекислый газ (CO2) - что ускоряет глобальное потепление.
До сих пор основной альтернативой является электролиз воды, когда два электрода, анод и катод, помещаются в воду, обогащенную щелочью или кислотой, что увеличивает проводимость.
В ответ на пропускание электрического тока между электродами молекулы воды (H2O) распадаются на их химические элементы, так что газообразный водород (H2) образуется вблизи катода, а кислород (O2) - вблизи анода.
Энергоэффективность электролиза составляет всего около 75 процентов при высоком потреблении электроэнергии.
Другая трудность заключается в том, что мембрана, которая разделяет электролизер, ограничивает давление в электролизере до 10-30 атмосфер, в то время как в большинстве случаев требуется давление в сотни атмосфер.
Кроме того, наличие мембраны усложняет процесс, а также требует дорогостоящего периодического обслуживания.
Новая технология, опубликованная в журнале Nature Energy, значительно повышает эффективность производства водорода до 98,7 процента и значительно сокращает выбросы CO2.
Этот процесс - так называемый E-TAC (электрохимический - термически активированный химический) - расщепление воды - основан на циклической работе.
На первой стадии катод производит водород путем восстановления молекул воды, в то время как анод меняет свой химический состав, не производя кислород.
Затем катод является пассивным, в то время как анод производит кислород путем окисления молекул воды. Затем анод возвращается в исходное состояние и цикл начинается снова.
Отсутствие мембраны упрощает весь процесс, снижает затраты и даже предотвращает риск летучего контакта между кислородом и водородом.
Кроме того, сохраняются большие затраты на электроэнергию и оборудование.