В Стэнфорде создали «искусственные легкие», которые превращают воду в топливо
Команда исследователей из Стэнфордского университета опубликовала результаты испытания экспериментальной установки для выработки водорода. Исходным сырьем в ней служит обычная вода, а отличает эту технологию принцип работы, который скопирован с человеческих легких. Это проще, эффективнее и дешевле традиционных методов генерации данного газа.
Ученые скопировали с легкого устройство мембраны для разделения газов, только в данном случае из исходной смеси извлекается не только кислород, но и водород, которые вместе образуют топливную смесь. Для повышения эффективности расщепления воды используются электрокатализаторы из платины и золота, сам процесс инициируется при подаче в жидкость электрического тока. Изюминка – в конструкции мембраны.
Геометрия играет ключевую роль, говорят авторы исследования. Они нанесли на одну сторону полимерной пленки толщиной 12 нанометров слой металлических катализаторов, а на другой создали серию пор. Они слишком маленькие для прохождения молекул воды, но молекулы газа проходят свободно, и, благодаря катализаторам, весь процесс ускоряется в разы, требуя на 32 % меньше затрат энергии, чем при использовании типовых мембран из углерода.
Пленку свернули в подобие мешочка и поместили в воду, теперь все выработанное водородное топливо будет накапливаться внутри. Из-за специальной формы поверхности мембраны на ней в процессе не образуются пузырьки, реакции протекают равномерно, давление меняется постепенно и практически отсутствует износ каталитического слоя – потери 3 % после 250 циклов против 74 % после 70 циклов у углеродных мембран. Теперь ученым предстоит придумать, как сделать эту систему ячеистой, по аналогии с теми же легкими человека.