В Японии открыли революционный способ получения топлива из воды и солнечного света

Японские ученые показали всему миру инновационный метод получения водородного топлива с нулевым выбросом парниковых газов. Проект выглядит многообещающе, но вот смогут ли исследователи полностью воплотить его в жизнь — это большой вопрос.

Достаточно света и воды

Новейший реактор площадью 100 кв. м использует фотокаталитические пластины. Взаимодействуя со светом, они делят молекулы воды на кислород и водород. Последний затем собирается и используется как чистое топливо, которое можно применять вместо бензина или газа. Это очень полезно, потому что водород — экологически чистый источник энергии, а вода и солнце доступны повсюду.



Сейчас эта технология еще несовершенна, но японцы надеются ее улучшить, чтобы сделать водородное топливо доступным и дешевым для всех.


— Казунари Домен, профессор химии, руководитель исследования, университет Синсю (Япония).

Надо сказать, что японское изобретение — это далеко не первый прибор такого типа. Под воздействием света фотокатализаторы ускоряют химические реакции, в результате которых молекулы воды распадаются на составные части. Однако практически существующие агрегаты такого типа, расщепляющие воду на кислород и водород за один этап, крайне неэффективны. Именно поэтому подавляющий процент водородного топлива получается из природного газа. Это вредит природе, газ есть далеко не везде и имеет свойство заканчиваться.

Чтобы выйти из тупика, японские ученые создали фотокатализатор, в котором реализован значительно более сложный двухфакторный процесс. Если говорить просто: на первом этапе уходит кислород, на втором — водород.

Радоваться рано

Японцы — ребята осторожные. Они сначала построили прототип реактора, который успешно проработал три года, и только тогда ученые поделились своим открытием. Кроме того, оказалось, что на естественном солнечном свете фотокатализатор действует значительно лучше, чем на ультрафиолете, который использовался в лаборатории.




— Такаси Хисатоми, университет Синсю.

Однако радоваться пока рано. Да, реактор работает, но эффективность слишком низкая для того, что аппарат пошел в коммерческое использование.


— Хисатоми.

Пока что японские исследователи призывают коллег из других вузов и стран создавать более совершенные фотокатализаторы. Только так можно повысить эффективность новых реакторов.

Также важно позаботиться о безопасности: при производстве водородного топлива появляется опасное вещество — оксиводород, которое нужно уметь безопасно утилизировать.

Осторожно: взрывоопасно!

Оксиводород, также известный как гремучий газ, представляет собой смесь водорода и кислорода, которая может стать причиной взрывов.

На заводах, производящих водород, всегда существует риск взрыва оксиводорода. Например, в 2019 году произошел крупный инцидент на одном из заводов в Германии, где взорвался резервуар с водородом. Взрыв был настолько мощным, что повредил здания вокруг завода и привёл к эвакуации жителей ближайших районов.

В лабораториях, занимающихся исследованием водорода, также могут происходить инциденты. Один из известных случаев произошел в Японии, где исследователи работали с оксиводородом. Из-за ошибки в процессе эксперимента произошла утечка газа, что привело к взрыву и серьезным повреждениям оборудования.



Оксиводород может образовываться и на топливных станциях, где используют водородные двигатели. В 2008 году на одной из станций в США произошла утечка водорода, что вызвало взрыв и пожар. К счастью, никто не пострадал, но станция была сильно повреждена.

Хотя этот пример не связан непосредственно с производством водорода, стоит упомянуть, что одна из причин аварии на Чернобыльской АЭС была связана с образованием оксиводорода. При распаде ядерного топлива образовалось большое количество водорода, который смешался с кислородом воздуха и привел к мощному взрыву.