28.03.17.
Аспирантка Техниона разработала новое топливо — из солнца и воды
Даниэль Штайсслингер|Опубликовано: 26.03.17
Наука и Жизнь Израиля Дата 28/03/2017 Технические науки
Метод Авигайль Лэндмен позволяет заправлять автомобили водородным топливом, полученным с помощью солнечных батарей. Перспективное исследование уже получило премию в Австралии и опубликовано в научном журнале Nature Materials
Аспирантка израильского Хайфского Техниона Авигайль Лэндмен предложала новый способ получения топлива для автомобилей. В статье, опубликованной в журнале Nature Materials, она и ее научные руководители объясняют, как получать концентрированный водород в точке его продажи, например, на АЗС для автомобилей с водородной батареей. Новизна идеи заключается в том, что источник водорода размещается на большом расстоянии от солнечных панелей. Водород считается перспективным энергоносителем для автомобилей и потребителей из-за следующих преимуществ:
Его добывают из воды, которой на Земле много.
Использование водорода снижает зависимость от ископаемого топлива, которое доступно не повсеместно.
Водородный двигатель не загрязняет атмосферу, при сгорании топлива образуется только вода.
Многие развитые страны тратят большие средства на разработку экологически чистых технологий по производству водорода. Большая часть водорода добывается сейчас из природного газа, что сопровождается загрязнением атмосферы. Но можно получать водород иначе — расщеплением молекулы воды посредством электролиза.
Молодой ученый Авигайль Лэндмен и ее научный руководитель доктор Хен Дотан из электрохимической лаборатории Техниона предложили новый способ фотоэлектрохимического расщепления воды. При этом кислород и водород образуются в разных емкостях: это очень важно, поскольку смесь кислорода и водорода взрывоопасна (Это хорошо известно и такая технология примкняется уже много лет – в ней нет новизны). Мало того, новая технология позволяет разместить эти емкости в разных местах (?). То есть можно улавливать солнечную энергию в одном месте, а использовать в другом — например, на автозаправочной станции. Для этого нужны лишь недорогие электроды из гидроксида никеля, применяемые в аккумуляторах, и соединительные провода. Разделение мест производства кислорода и водорода повышает безопасность и снижает себестоимость топлива.
Новый метод (?) раздельного производства кислорода и водорода основан на технологии двухэтапного электролиза, разработанной доктором Хеном Дотаном. Она позволяет очень эффективно получать водород под высоким давлением, что существенно удешевляет его производство. В настоящее время эта технология готовится к внедрению в производство.
Замечания по поводу этой статьи
(1). Метод раздельного производства кислорода и водорода путем электролиза хорошо известен и применяется уже десятки лет например, путем использования ионных мембран и других устройств, пропускающих электроны и ионы, но непроницаемые для молекул газов. С целью удешевления производства водорода электролизом Швейцарские ученые предложили электролитическую ячейку для раздельного производства кислорода и водорода, не содержащую дорогостоящей ионной мембраны (http://www.dailytechinfo.org/eco/7009-razrabotan-novyy-prostoy-metod-polucheniya-vodoroda-iz-vody-putem-elektroliza.html), но эта ячейка находится пока еще на стадии разработки.
(2). Процесс электролиза воды для получения водорода является более дорогим, чем паровая конверсия природного газа или угля, использующийся в настоящее время для промышленного производства водорода, а доля электролизного водорода в общем объеме промышленного производства не превышает 4% (http://eco.uz/ru/biblioteka/poleznaya-literatura/197-vodorod-osnovnoj-energonositel-xxi-veka). Затраты иа производство электролитического водорода в наибольшей степени зависят от стоимости электроэнергии. При получении ее на базе органического топлива в современных условиях себестоимость электролитического водорода примерно в два раза превышает себестоимость его получения газификацией угля и в четыре раза — паровой конверсией природного газа (http://chem21.info/info/17560/).
(3). Себестоимость производства электроэнергии на солнечных эдлектростанциях в 2-5 раз выше чем на тепловых электростанциях (http://www.chemfive.ru/news/sebestoimost_ehlektroehnergii_ehlektrostancii_budushhego/2016-01-02-635). Поэтому испльзьзование солнечной энергии для производства электролитического водорода экономически необоснованно.
(4). Идея авторов о том, что можно улавливать солнечную энергию в одном месте, а использовать в другом, лишена новизны поскольку электроэнергию от солнечных и традиционных электростанций можно передавать на любые расстояния.
(5). Утверждение о том что водородное топливо является экологичным, поскольку при его сгорании образуется только вода, не обосновано по той причине, что пары воды вызывают более сильный парниковый эффект, чем углекислвй газ, Кроме того, значительное увеличение содержание паров воды в атмосфере может вызвать существенные климатические изменеия – сделать климать планеты более влажным и дождливым.
Вывод: предложенный метод не содержит новизны, является дорогостоящим и мало-перспективным для промышленого производства дешевого водорода.
Др., Проф. Михаил Иоелович
28.03.17
Иллюстрация: Телеграф
