У більшості поновлюваних джерел енергії є певні недоліки – вони іноді занадто залежні від погодних умов і часу доби, тобто їх сталість залишає бажати кращого. Дуже зручно отримувати енергію від сонця, ну а якщо на вулиці похмуро? Можна використовувати енергію вітру, але що робити, коли настає затишшя?
Якщо б можна було зберігати надлишки енергії, що виробляється під час особливо сонячних або вітряних днів, то можна було задіяти ці джерела всякий раз, коли це необхідно — стираючи перевага таких «традиційних» джерел, що постачають енергію по мірі необхідності, як ядерна енергетика та інші.
Але є один оригінальний спосіб для вирішення цієї задачі – використовувати електроенергію, вироблену за рахунок сонячного або вітрового впливу, для протікання електролітичній реакції, по суті, для розкладання води на атоми кисню і водню; водень потім можна виділяти і накопичувати в якості резервного джерела палива.
Нещодавно команда вчених з Національної лабораторії SLAC і Університету Торонто зробили важливий крок, щоб зробити цей процес більш простим і ефективним. За допомогою потужних комп’ютерів вони створили електролітичний каталізатор, який в три рази ефективніше попередніх зразків.
Металевий гель
Нова технологія заснована на підвищенні ефективності залізно-кобальтового каталізатора за рахунок простого додавання вольфраму. Це звучить досить просто в теорії, але набагато складніше на практиці. Комп’ютерного моделювання показало, що в каталізаторі необхідно ретельно перемішати ці три елементи з метою забезпечення максимальної активності на поверхні реакції.
Дослідники отримали суміш шляхом розчинення трьох металів у розчині, який потім відстоювали при кімнатній температурі до стану гелю, запобігаючи при цьому формування окремих кластерів атомів металів. Нарешті, гель висушили і зробили з нього порошок, що володіє підвищеною пористістю, що дозволило збільшити площу поверхні, доступною для каталітичних реакцій. Новий каталізатор виробляє кисень в три рази швидше, ніж попередні модифікації, і, що важливо, він може робити це впродовж сотень реакцій.
«Це значний прогрес, хоча є ще багато можливостей для покращення, — сказав професор електротехніки та комп’ютерної інженерії університету Торонто Едвард Сарджент. – Нам необхідно зробити каталізатори і системи електролізу ще більш ефективними, економічними і продуктивними, щоб знизити витрати на виробництво відновлювальної водневого палива до конкурентоспроможного рівня».
Тим не менш, це великий крок вперед в області енергетики задля забезпечення екологічного благополуччя в майбутньому.
