Вчені з Північно-Західного університету розробили високоефективний, екологічно чистий метод перетворення аміаку в водень. Дослідження, опубліковане в журналі Joule – важливий крок на шляху до створення економіки з нульовими викидами й використанням водневого палива.
Ідея використання аміаку в якості носія для доставки водню в останні роки набула популярності. Річ у тім, що цю бінарну неорганічну хімічну сполуку набагато легше робити рідкою, ніж водень. А, значить, її простіше зберігати й транспортувати.
Щоб перетворити аміак, вчені побудували унікальний електрохімічний осередок з протонпровідною мембраною та інтегрували її з каталізатором розщеплення.
Спочатку аміак «зустрічається» з каталізатором, який розщеплює його на азот і водень. Отриманий водень негайно перетворюється в протони, які потім електрично переміщуються через мембрану в електрохімічний осередок. Постійно відбираючи водень, вчені просувають реакцію все далі. Такий тип проведення реакції відомий як принцип Ле Шательє – Брауна. Видаляючи один з продуктів розщеплення аміаку – а саме водень, процес рухається за межі того, що може зробити звичайний каталізатор.
Отриманий водень можна використовувати в паливному елементі. Як і батареї, паливні елементи виробляють електроенергію шляхом перетворення енергії, отриманої в результаті хімічних реакцій. На відміну від батарей, вони виробляють електрику, поки є паливо, і ніколи не втрачають свій заряд. Водень – це чисте паливо, яке при споживанні виробляє воду в якості єдиного побічного продукту. Такі властивості відрізняють його від викопного, чиї побічні продукти – двоокис вуглецю, метан і закис азоту – змінюють клімат і нагрівають планету.
Новий метод відрізняється своєю екологічністю. Для перетворення аміаку в водень використовується відновлювальна електроенергія замість теплової на викопному паливі. Весь процес відбувається при нижчих температурах, ніж традиційні методи розщеплення (250 ° C замість 500-600 ° C). Крім того, нова технологія генерує чистий водень, який не потрібно відокремлювати від аміаку або інших продуктів. Також процес ефективний – весь електричний струм, що подається на пристрій, безпосередньо виробляє водень без будь-яких втрат на паразитні реакції.
Автори дослідження прогнозують, що нова технологія може сильно змінити транспортний сектор. За даними Агентства з охорони навколишнього середовища США, в 2018 році на переміщення людей і товарів на автомобілях, вантажівках, поїздах, літаках, літаках та інших транспортних засобах припало 28% викидів парникових газів в Північній Америці – більше, ніж в будь-якому іншому секторі економіки.
Натхнення: hightech.fm