Водородното гориво обещава да стане чист и изобилен източник на енергия в бъдеще - стига учените да открият начини да го произвеждат лесно и евтино, и то без изкопаеми горива.
Ново проучване ни предоставя още една обещаваща стъпка в тази посока.
Учени описват сравнително прост метод, включващ алуминиеви наночастици, които са в състояние да отделят кислорода от водните молекули и да отделят водороден газ.
Процесът води до получаване на големи количества водород, при това при стайна температура.
Това премахва една от големите пречки пред производството на водородни горива - големите количества енергия, необходими за производството им чрез съществуващите методи.
Тази техника работи и с всякакъв вид вода, включително отпадни води и океанска вода.
"Не се нуждаем от никакво влагане на енергия, а водородът бълбука бясно", разказва Скот Оливър (Scott Oliver) от Калифорнийския университет в Санта Круз (UCSC). "Никога не съм виждал нещо подобно."
Ключово за процеса е използването на метален галий, който позволява постоянна реакция с водата. Тази реакция алуминий-галий-вода е известна от десетилетия, но сега екипът я оптимизира и подобрява по няколко конкретни начина.
С помощта на техники за сканираща електронна микроскопия и рентгенова дифракция изследователите са успели да намерят най-добрата комбинация от алуминий и галий за производство на водород с най-голяма ефективност: 3:1 в полза на галия.
Сплавта, богата на галий, изпълнява двойна задача, като отстранява оксидното покритие на алуминия (което обикновено блокира реакцията с водата) и произвежда алуминиеви наночастици, които позволяват по-бързи реакции.
"Галият разделя наночастиците и ги предпазва от събиране в по-големи частици", обяснява Бактан Сингарам (Bakthan Singaram), професор по органична химия в UCSC.
"Хората са се опитвали да направят алуминиеви наночастици, а тук ние ги произвеждаме при нормално атмосферно налягане и стайна температура."
Сканиращата електронна микроскопия на композита показва алуминиеви наночастици в матрица от галий. Кредит: Amberchan et al., Applied Nano Materials 2022
Методът на смесване не е сложен, съобщават изследователите, а композитният материал може да се съхранява поне три месеца, потопен в циклохексан, за да се предпази от влага, която иначе би влошила ефикасността му.
Алуминият е много по-разпространен и по-лесен за набавяне от галия, тъй като може да се набавя от рециклирани материали. Но в този процес галият може да бъде възстановен и използван многократно, без да губи своята ефективност. Това е още един фактор в полза на новата техника.
Кредит: Amberchan et al., Applied Nano Materials 2022
Все още има много работа, не на последно място, за да се гарантира, че тази технология може да бъде мащабирана от лабораторни условия до нещо, което може да се използва в промишлен мащаб. Въпреки това първите признаци показват, че това е още един метод, който има голям потенциал за производство на водородно гориво.
"Като цяло богатата на галий галиево-алуминиева (Ga Ga-Al) смес произвежда значителни количества водород при стайна температура без влагане на енергия, манипулиране на материали или промяна на pH", заключават изследователите в публикувания документ.
Справка: Aluminum Nanoparticles from a Ga–Al Composite for Water Splitting and Hydrogen Generation
Gabriella Amberchan, Isai Lopez, Beatriz Ehlke, Jeremy Barnett, Neo Y. Bao, A’Lester Allen, Bakthan Singaram and Scott R. J. Oliver
ACS Appl. Nano Mater. 2022, 5, 2, 2636–2643; https://doi.org/10.1021/acsanm.1c04331
Източник: Clean Fuel Breakthrough Turns Water Into Hydrogen at Room Temperature, ScienceAlert
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари