Водород из солнечной энергии.

Когда речь заходит об источниках возобновляемой энергии, большинство сразу думает о Солнце, ведь именно Солнце первичный источник, а все остальное - ветер или биомасса, уже производные.

Однако ряд специфических трудностей появляется в случае с солнечной энергией, так как эта энергия довольно легко конвертируется в электричество или тепло, которые весьма сложно использовать, например, для транспорта. Именно это вынуждает обращаться, в первую очередь, к таким альтернативным источникам энергии, как та же биомасса. Биомасса может генерировать энергию в любой заданный промежуток времени.

Именно эти проблемы стали толчком для появления системы генерации экологически чистой энергии, которая была описана в последнем номере Science (научный журнал). Авторы статьи, опубликованной в журнале, говорят о создании устройства, которое способно использовать солнечную энергию. Устройство применяет солнечную энергию для прямого химического разделения чистой воды на кислород и водород.

Аналогичную операцию система может проводить также с углекислым газом, в свою очередь, преобразуя его в угарный газ и кислород. Лучше всего то, что устройству не нужен никакой внешний катализатор, чтобы провести реакцию. Ее катализатор основан на таком элементе, как церий, который может оставаться стабильным в сотнях циклов преобразования.

Если говорить о структуре прибора, то он достаточно прост. Значительная его функциональная часть связана с фокусирующими линзами, которые направляют свет для проведения реакции через прозрачное кварцевое окно в специальную камеру. В ней происходит захват фотонов солнечного света. Фотоны превращаются в тепло после захвата в камере. Во время проведения реакции, температура в камере в минуту достигает 140 градусов и продолжает нарастать до 1250 градусов. Затем в пределах от 1400 до 1600 градусов происходит стабилизация. Температуры достаточно высоки, чтобы произошли химические изменения в катализаторе (цилиндр из пористого диоксида церия). При столь высоких температурах, харакрерных для данной фазы цикла, диоксид церия теряет один из двух атомов кислорода.

При заполнении инертным газом пористого цилиндра, авторами исследования обнаруживался постоянный поток кислорода, который они продолжали наблюдать еще на протяжении почти часа после, того как устройство разогрелось. После того, как устройство выключается, температура в камере постепенно падает до отметки в 900 градусов, а обедненный кислородом реагент поступает в камеру, где в случае использования водяного пара, церий забирает у него один из двух атомов кислорода, попутно освобождая и водород. Как правило, примерно за 10 минут происходит полное освобождение водорода. В качестве альтернативы катализатору, может использоваться и углекислый газ.