Перспективы широкого распространения водородного топлива во многом зависят от того, будет ли найден способ дешевого и безопасного получения этого газа. Американские ученые заявляют, что они находятся уже в «паре шагов» от него.

Массив нанотрубок Ti-Fe-O под электронным микроскопом


Некоторые разновидности гематита широко используются как поделочный камень

Группа профессора Крэга Граймса (Craig Grimes) на днях рапортовала о том, что им осталось решить буквально немного до создания недорогой, несложной и масштабируемой технологии фотоэлектролиза воды, одним из продуктов которого является чистый водород ( фотоэлектролизом называется процесс расщепления молекулы под действием света; при этом вода, разумеется, образует кислород и водород).

Другие современные способы получения водорода используют в качестве его источника природный газ, однако при этом выделяется «парниковый» углекислый газ, да и сам по себе природный газ относится к невосполняемым ресурсам. Профессор же Граймс предлагает использовать воду, запасы которой на Земле практически безграничны, и солнечный свет.

Для этого ученые изготовили тонкие пленки из самоорганизующихся вертикальных нанотрубок титаново-железного оксида Ti-Fe-O, которые катализируют фотоэлектролиз воды. Прежде они уже проводили эксперименты с нанотрубками из оксида титана (TiO 2 ), добившись эффективности электролиза в 16,5% при использовании ультрафиолетового света. Оксид титана широко используется в солнцезащитных материалах и обладает хорошими антикоррозионными свойствами. Однако ультрафиолет составляет лишь около 5% от всего спектра солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. Поэтому ученые сконцентрировались на поиске материала, способного использовать более широкий диапазон света.

Для этого они «смешали» оксид титана, действующий в УФ-спектре, с оксидом железа (III) – гематитом (Fe 2 O 3 ), с помощью особой техники сформировав из получившегося соединения массивы нанотрубок разной толщины и с разными пропорциями титана и железа. В настоящий момент им удалось достичь 1,5-процентной эффективности фотоконверсии, но уменьшая толщину пленки ученые намерены достичь в конце концов эффективности в 12,9% - теоретического предела для оксидов железа. Этого будет вполне достаточно для того, чтобы первый этап «водородной революции» свершился.

Между тем, уже найден оригинальный способ хранения водорода: « Водородомешалка ». Ученые работают и над другими способами получения этого топлива будущего из воды (« Элементы воды ») и даже глюкозы (« Сахар в бензобаке »).

По публикации Science Daily