Ученые в шаге от производства более дешевого водородного топлива: раскрыт секрет молекулы воды

Исследователи впервые наблюдали процесс расщепления молекул воды на водород и кислород в реальном времени и сделали неожиданные открытия, которые объясняют, почему этот процесс требует больше энергии, чем предполагали ранее теоретические расчеты.

Это открытие может сыграть ключевую роль в создании более эффективных технологий для производства водородного топлива.

Когда вода подвергается электрическому разряду, молекулы воды переворачиваются на 180 градусов прямо перед разделением. Это микроакробатическое движение требует дополнительной энергии, что объясняет, почему расщепление воды требует больше энергии, чем предполагалось. Это открытие также указывает на то, что такие перевороты молекул могут быть неотъемлемой частью процесса.

Водородное топливо обладает большим потенциалом как источник зеленой энергии. Он может использоваться для различных отраслей, включая транспорт и тяжелую промышленность, и выделяет воду вместо углекислого газа при сжигании. Однако высокие энергетические затраты на производство водорода ограничивают его массовое производство.

Для получения водородного топлива воду подвергают электролизу с помощью катализаторов, таких как иридий, однако иридий редок и дорог. При этом существующие процессы расщепления воды требуют больше энергии, чем расчетные 1,23 вольта — реально требуется около 1,5-1,6 вольт.

Кроме того, исследование показало, что более высокие уровни pH воды могут улучшить процесс расщепления. Ученые надеются, что дальнейшие исследования помогут создать более эффективные катализаторы и улучшить понимание того, как молекулы воды ведут себя в этих условиях, что откроет новые возможности для производства дешевого водородного топлива.

Источник: Live Science