Водород из морской воды и света: ученые нашли новый путь к «зеленой» энергии

Идея получения энергии из морской воды и солнечного света долгое время казалась научной фантастикой, однако ученые из Сиднейского университета показали, что такой подход может работать на практике. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

В центре разработки — галлий, металл, который плавится чуть выше комнатной температуры и в воде образует микроскопические жидкие капли. Под воздействием солнечного света эти капли нагреваются и начинают вступать в реакцию с водой, расщепляя ее молекулы и выделяя водород.

Главное преимущество метода заключается в том, что он не требует сложных электролизных установок и использования очищенной воды. В отличие от традиционных технологий, где для производства «зеленого» водорода необходима дорогая электроэнергия и пресная вода, новая система способна работать непосредственно с морской водой.

Во время реакции на поверхности капель галлия образуется соединение — оксигидроксид галлия. В предыдущих экспериментах подобные пленки замедляли процесс, однако в новой системе солнечный свет разрушает этот слой, позволяя реакции протекать непрерывно и эффективно.

По словам ведущего автора исследования Луиса Кампоса, ученым удалось создать способ получения устойчивого водорода из доступной морской воды, используя только свет как источник энергии.

Дополнительным преимуществом стало то, что галлий можно использовать повторно. После реакции образовавшееся соединение можно электрохимически преобразовать обратно в жидкий металл, что делает процесс замкнутым и снижает количество отходов.

В лабораторных условиях система достигла эффективности около 12,9% — показатель, который исследователи называют конкурентоспособным для раннего прототипа. Для сравнения, аналогичные технологии ранее демонстрировали более низкую эффективность и требовали более строгих условий, включая использование чистой воды.

Эксперты отмечают, что такая технология может значительно снизить стоимость производства водорода. Сегодня «зеленый» водород остается дорогим из-за необходимости сложной инфраструктуры и больших энергозатрат. Возможность получать его напрямую из морской воды открывает перспективы для стран с ограниченными ресурсами пресной воды.

В будущем водород, произведенный таким способом, может использоваться в промышленности, транспорте и энергетике — от питания грузовиков до обеспечения электроэнергией жилых домов без выбросов углерода.

Однако пока технология находится на ранней стадии. Ученые работают над созданием более крупного прототипа и изучают, как система будет функционировать в реальных условиях — с учетом примесей морской воды и длительной эксплуатации.

Также остаются вопросы экономической целесообразности, поскольку галлий — относительно редкий металл. Для промышленного внедрения потребуется оценка доступности ресурсов и стоимости производства.

Тем не менее результаты исследования показывают, что простые и экологичные решения могут приблизить переход к низкоуглеродной энергетике, где ключевую роль будут играть доступные ресурсы — такие как солнечный свет и морская вода.

Источник: Nature Communications