Historia rozszczepiania cząsteczek wody za pomocą metod fotoelektrochemicznych (ang. photoelectrochemical, PEC) liczy już 50 lat, ale nadal ten sposób nie znalazł praktycznego zastosowania przy produkcji zielonego wodoru. Mówiąc o paliwie wodorowym, musimy zwrócić uwagę na to, skąd ono jest brane. Obecnie jego produkcja bazuje na paliwach kopalnych, co nie pozostaje bez śladu na środowisku i emisji gazów cieplarnianych. Zielony wodór to natomiast taki, który powstaje m.in. w wyniku rozszczepiania cząsteczek wody.
Donosiliśmy już o innowacyjnych metodach produkcji wodoru i litu z wody morskiej czy o specjalnych ogniwach fotowoltaicznych, na których H2O pod wpływem promieni słonecznych jeszcze rozszczepiane. Teraz do gry wkroczyli naukowcy z Uniwersytetu Karoliny Północnej.
Czytaj też: Pokazali urządzenie pozyskujące wodór i lit z wody morskiej. Teraz czas na najważniejsze
Produkcja wodoru z nanoreaktorów. Brzmi skomplikowanie, ale metoda jest tańsza
Amerykańscy badacze podzielili się na łamach Nature wynikami badań nad zupełnie nowym typem nanoreaktora krzemowego, przy pomocy którego produkowany jest czysty wodór. Urządzenie wykorzystuje cząsteczki PEC w zawiesinie, co jest prawdopodobnie tańszą alternatywną dla systemów planarnych – piszą naukowcy.
Taki reaktor zawiesinowy jest oparty na syntezie nanosieci krzemowych (ang. SiNW, Si-nanowires) o złączach typu n-p. Podczas eksperymentu okazało się, że przy oświetleniu jednego słońca zanotowano napięcie w reaktorze przekraczające 10 V. Doszło wówczas do selektywnego osadzania się tlenu i wodoru, co oznacza, że rozszczepiono cząsteczki wody.
Czytaj też: Wodór jeszcze nigdy nie był taki tani. Wyprodukowali „niebieskie paliwo” tylko z wody i słońca
Naukowcy jednak wskazują, że wydajność reaktora początkowo jest niska. Natomiast z dobrych wiadomości to system nanosieci krzemowych zdradza cechy modelowalnego. Ponadto sam krzem jest materiałem szeroko dostępnym. Wynalazek uczonych jest swoistym powiewem świeżości w projektowaniu reaktorów rozszczepiających wodę. Być może dokładnie to rozwiązanie stanie się w przyszłości prekursorem produkcji zielonego wodoru. Na razie przed naukowcami sporo pracy nad poprawą parametrów reakcji i dostosowaniem urządzenia do komercyjnego zastosowania.
