Учёные превратили сточные воды в источник «зелёного» водорода для промышленности

Развитие водорода как экологичного топлива ведётся уже более 500 лет. В 1520 году швейцарский врач и алхимик Филипп Ауреол Парацельс впервые получил этот газ, растворяя металлы в серной кислоте. В середине XIX века валлийский физик сэр Уильям Гроув создал первую водородную батарею, назвав её «газовой гальванической батареей».

Сегодня учёные активно работают над превращением водорода в экологически чистый источник энергии, дополняющий ветровую и солнечную генерацию. Водородные технологии особенно важны для отраслей с высокой энергозатратой, таких как грузовые перевозки и авиация, где вес аккумуляторов ограничивает применение батарей.

Несмотря на многовековые знания о водороде, пока нет надёжных дешёвых способов его «зелёного» производства. Водород классифицируют по цветам, обозначающим способ получения: серый получают с использованием угля или метана, синий — из природного газа, зелёный — из возобновляемых источников, но он самый дорогой, иногда в десять раз дороже серого.

Проблему усугубляет необходимость чистой воды для электролиза. Даже «зелёный» водород расходует драгоценные пресноводные ресурсы. Исследователи Принстона предложили использовать сточные воды. Чжиюн Джейсон Рен отмечает, что очистные сооружения есть в каждом городе, что создаёт распределённый источник воды для водородной экономики.

Для подготовки сточных вод к электролизу учёные используют серную кислоту, как это делал Парацельс. Подкисление воды создаёт богатый источник протонов, вытесняющих другие ионы, что поддерживает электрический ток и стабильное производство водорода.

Технология позволила увеличить стабильность работы электролизера с восьми до 300 часов, снизить затраты почти на 47% и энергопотребление на 62%. Избыток кислоты рециркулируется и не выводится из системы.

В условиях дефицита пресной воды, вызванного засухами и ростом центров обработки данных, поиск альтернативных источников «зелёного» водорода становится критически важным. Использование солёной и очищенной воды может приблизить появление надёжного и экономичного водорода, ставшего результатом более 500 лет научных исследований.

Читайте также: