Традиционный способ добычи водорода с помощью электролиза требует девять литров пресной воды для получения каждого килограмма водорода. С учетом дефицита водного ресурса курс на водород вызывает сомнения. Использование неподготовленной морской воды могло бы стать выходом, но до недавних пор приемлемой технологии для прямой добычи водорода из океанских вод не существовало.
Решение нашли ученые из Австралии в сотрудничестве с коллегами из университетов Тяньцзинь и Нанкай в Китае и Университета штата Кент в США. По словам исследователей, они разработали способ для улучшения обычных коммерческих электролизеров, который позволяет расщеплять морскую воду с «почти 100-процентной эффективностью» без какой-либо предварительной обработки кроме фильтрации.
Традиционные металлические катализаторы на основе платины и других драгоценных металлов требуют длительной и сложной подготовки морской воды для добычи водорода. Ученые смогли приспособить для этого дешевые катализаторы из оксида кобальта и оксида хрома, но предварительно обработали их поверхность так называемой кислотой Льюиса. В обычных условиях ионы хлора из морской воды разрушают такие соединения или вода засоряет катализаторы нерастворимыми осадками соединений магния и кальция, что быстро снижает площадь рабочей поверхности. Добавление кислоты блокирует все деструктивные химические процессы и позволяет недорогим катализаторам дольше оставаться рабочими даже в такой неподготовленной среде.
«Мы разделили обычную морскую воду на кислород и водород с почти 100-процентной эффективностью, чтобы получить экологически чистый водород путем электролиза, используя недрагоценный и дешевый катализатор в коммерческом электролизере», — сказал профессор Шижан Цяо.
«Производительность коммерческого электролизера с нашими катализаторами, работающего в морской воде, близка к производительности платиновых/иридиевых катализаторов, работающих на сырье из высокоочищенной деионизированной воды», — добавил другой автор работы.
Предложенный метод был испытан в лабораторных условиях на небольшой установке. На следующем этапе ученые попытаются масштабировать решение для приближения к стадии коммерческого внедрения. Самым важным в разработке представляется возможность простой доработки уже существующих электролизеров, но есть и другие не менее интересные технологии добычи водорода из неподготовленной морской воды. Рано или поздно что-то из этого придется брать на вооружение. Приятным бонусом к добыче водорода из морской воды идет получение пресной воды и полезных ресурсов. Все это расценивается как возможность развить на побережьях морей и океанов фабрик по добыче ценных ресурсов.
