Исследователи из Университета Корнелла разработали технологию, которая производит дешевый зеленый водород из морской воды. Они также придумали способ получать в процессе электролиза чистую питьевую воду. Разработка может быть востребована для охлаждения фотоэлектрических систем.
Зеленый водород, при производстве которого не выделяется CO2, стоит около $10 за килограмм, что в 10 раз дороже водорода, полученного методом паровой конверсии. В этом методе природный газ (метан) реагирует с водой: образуются водород и нежелательный побочный продукт CO2. Чтобы зеленый водород стал конкурентоспособным, его цена должна снизиться.
Ученые используют морскую воду, которая доступна в больших объемах. Обычно для электролиза нужна очищенная вода, но ее очистка и деионизация требуют затрат. Морская вода решает эту проблему. «Вот почему мы разработали эту технологию. Солнечная энергия и морская вода — это по сути бесконечные и бесплатные ресурсы», – отмечает руководитель проекта Ленан Чжан.
Прототип размером 10x10 сантиметров использует тепло от солнечных панелей. Современные солнечные модули преобразуют в электричество только 25% солнечного излучения, остальное уходит в тепло.
«Коротковолновый солнечный свет реагирует с солнечным элементом, а более длинные волны генерируют тепло для опреснения морской воды», — пояснил Чжан.
Ключевой элемент технологии — капиллярный фитиль. Он обеспечивает контакт воды с теплой поверхностью солнечной панели, что ускоряет испарение. Опресненный пар затем конденсируется и расщепляется на водород и кислород.
«Разработка прототипа была сложной задачей. Опреснение сочетается с электролизом, электролиз — с солнечной панелью, а опреснение — с тепловой энергией панели. Но теперь мы можем производить достаточное количество воды, в том числе питьевой», – отмечает Чжан.
Эффективность прототипа достигает 12,6%, а производительность — 200 миллилитров водорода в час. Исследователи уверены, что через 15 лет цена зеленого водорода снизится до одного доллара за килограмм.
Кроме того, технология повышает эффективность солнечных панелей за счет охлаждения, продлевая их срок службы.
