Наноструктуры из ржавчины оказались "чемпионами" по производству водорода

Недавно исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL, Швейцария) и университета Технион (Израиль) выявили «чемпиона» среди наноструктур, способных производить водород самым экологически чистым и дешевым способом – просто с помощью дневного света.

Сегодня одним из самых перспективных направлений в производстве возобновляемых и экологически чистых источников энергии является разработка эффективных фотоэлектрохимических элементов (PEC). Эти PEC-элементы способны расщеплять молекулы воды на водород и кислород в одной химической реакции с использованием солнечного излучения. Ученым из EPFL и Техниона удалось точно охарактеризовать наноструктуры оксида железа, которые будут использоваться для получения водорода при минимально возможных затратах. Результаты своей работы они опубликовали в последнем номере онлайн-журнала Nature Materials. «Весь смысл нашего подхода заключается в использовании исключительно широкодоступного, стабильного и дешевого материала – ржавчины», – резюмирует один из авторов статьи Скотт С. Уоррен,

В конце прошлого года, Кевин Сивула, один из сотрудников лаборатории LPI от EPFL, представил прототип электрода, основанного на том же принципе. Его эффективность была такова, что газовые пузырьки появлялись, как только его помещали под световой поток. Без сомнения, Сивула продемонстрировал огромный потенциал таких дешевых электродов. Но тогда ученые посчитали, что возможности улучшения производительности электрода еще имеются.

С помощью трансмиссионной электронной микроскопии исследователи смогли более точно изучить движение электронов через наноструктуры, сформированные из частиц оксида железа на электроде. И благодаря этому же методу они построили прототип наноструктуры размерами 10 х 10 см, имеющей ожидаемую производительность. Следующим этапом станет разработка промышленного процесса для крупномасштабного производства. Для этого ученые заручились финансовой поддержкой Швейцарского федерального правительства и Европейского Союза.

Как говорит Майкл Грётзель, директор лаборатории LPI, данная технология является не только экологически чистой, но и весьма конкурентоспособной – он надеется получать водород стоимостью 5 евро за килограмм (для сравнения, сегодняшние методы позволяют производить водород по цене не менее 15 евро за килограмм).