Новая технология повысит эффективность производства водорода

Сотрудники Национальной лаборатории Айдахо приблизились к эффективному производству водорода, перспективного экологичного топлива, в промышленных масштабах. Им удалось синтезировать материал при самых низких на сегодняшний день температурах.

Успех проекта команды доктора Донга Дина обеспечил керамический паровой электрод, самостоятельно собирающийся из плетеного мата, сообщает sciencedaily.com. Описание электрохимического метода производства водорода представлено в Advanced Science.

«Мы изобрели трехмерную, настраиваемую самособирающуюся структуру, — объяснил специалист. – Сверхлегкий пористый электрод может значительно улучшить передачу массы и заряда, повышая эффективность системы».

Авторы внедрили свою разработку в протон-проводящие твердооксидные электролизерные элементы (P-SOEC). В течение нескольких дней тестирования они непрерывно производили большое количество водорода при температуре ниже 600°С.

Вещество является перспективным экологичным топливом, побочным продуктом горения которого является вода. Проблема заключается в отсутствии удобных природных источников чистого водорода. Сегодня его получают паровым риформингом (конверсией) углеводородов. Метод не слишком подходит для экологически безопасного производства.

Паровому электролизу, для сравнения, требуется только вода и электричество для ее молекулярного расщепления. Ток может поступать от любого источника, включая ветер, солнце, АЭС и другие объекты без вредных выбросов в атмосферу. Возможность эффективного проведения электролиза при минимально возможных температурах снижает потребность в энергии.

P-SOEC состоит из пористого парового и водородного электродов, а также из протон-проводящего электролита. При подаче напряжения пар, двигаясь по первому элемент, превращается в водород и кислород на границе сред. Из-за разных зарядов газы разделяются и собираются каждый на своем электроде. Пористый элемент наиболее значим для системы. Для его изготовления исследователи использовали инновационный метод. Они начали с тканого текстильного основания, помещенного в первичный раствор с нужными компонентами. Его подожгли для получения керамической версии материи.

При помещении структуры в электрод оказалось, что, при работе, между нитями формируются связи, улучшающие передачу заряда и массы.