Исследователи из Университета Колорадо разработали новый и эффективный способ производства экологически чистого водорода или синтез-газа, предшественника жидкого топлива. Полученные результаты могут открыть двери для более устойчивого использования энергии в таких отраслях, как транспорт, выплавка стали и производство аммиака.
Новое исследование, опубликованное 16 августа в журнале Joule, посвящено производству водорода или синтез-газа, смеси водорода и монооксида углерода, которая может быть преобразована в такие виды топлива, как бензин, дизельное топливо и керосин. Команда CU Boulder закладывает основу для того, что могло бы стать первым коммерчески жизнеспособным методом производства этого топлива, полностью использующим солнечную энергию. Это могло бы помочь инженерам производить синтез-газ более экологичным способом.
Группу возглавлял Эл Веймер, профессор кафедры химической и биологической инженерии.
“Мне нравится думать об этом так: когда-нибудь, когда вы пойдете на заправку, у вас будут, например, варианты с неэтилированным, супер неэтилированным и этанолом, а затем дополнительным вариантом будет солнечное топливо, где топливо получают из солнечного света, воды и углекислого газа”, – сказал Кент Уоррен, один из двух ведущих авторов нового исследования и научный сотрудник в области химической и биологической инженерии. “Мы надеемся, что это будет экономически конкурентоспособно по сравнению с топливом, добываемым с земли”.
Традиционно инженеры производят газообразный водород с помощью электролиза или используют электричество для расщепления молекул воды на водород и газообразный кислород. “Термохимический” подход команды, напротив, использует тепло, выделяемое солнечными лучами, для завершения тех же химических реакций. Эти методы также позволяют расщеплять молекулы углекислого газа, выделяемого из атмосферы, с образованием монооксида углерода.
Ранее ученые показали, что такой подход к получению водорода и монооксида углерода возможен, но может оказаться недостаточно эффективным для получения синтез-газа коммерчески жизнеспособным способом.
В новом исследовании исследователи продемонстрировали, что они могут проводить эти реакции при повышенных давлениях, частично используя материалы из алюмината железа, которые относительно недороги и в изобилии встречаются на Земле. Эти более высокие давления позволили команде более чем удвоить производство водорода.