Новый катализатор может обеспечить жидкое водородное топливо будущего

Исследователи из Лундского университета, Швеция, изучают автомобильное топливо, состоящее из жидкости, которая преобразуется в водород с помощью твердого катализатора. Отработанная жидкость сливается из бака и заправляется водородом, после чего может быть использована снова в круговой системе, не содержащей выбросов парниковых газов. 

В двух научных статьях исследователи из Лунда продемонстрировали, что метод работает, и, хотя это пока еще фундаментальные исследования, в будущем он может стать эффективной системой хранения энергии.

Наш катализатор — один из самых эффективных, по крайней мере, если смотреть на общедоступные исследования, — говорит Ола Вендт, профессор химического факультета Лундского университета и один из авторов статьи.

Поиск альтернативных способов производства, хранения и преобразования энергии с целью сокращения выбросов углекислого газа от ископаемого топлива необходим для уменьшения воздействия на климат. Один из таких путей связан с широко обсуждаемым газообразным водородом, который многие рассматривают как будущее решение для хранения энергии. Природа хранит энергию в химических связях, а водород обладает самой высокой плотностью энергии по отношению к своей массе.

Однако с газом трудно обращаться, поэтому мы рассматриваем возможность использования жидкого топлива, заряженного водородом, которое можно было бы подавать через насос, в целом аналогично тому, что происходит сегодня на автозаправочных станциях, — говорит Ола Вендт.

Эта концепция известна как LOHC (жидкие органические носители водорода) и как таковая не является новой. Задача состоит в том, чтобы найти как можно более эффективный катализатор, способный выделять водород из жидкости.

Для работы системы предполагается использовать жидкость, «заряженную» водородом. Жидкость прокачивается через твердый катализатор, который выделяет водород. Он может быть использован в топливном элементе, преобразующем химическое топливо в электроэнергию, а „отработанная“ жидкость переливается в другой резервуар. Единственным выбросом является вода.

Отработанную жидкость можно слить на заправочной станции, а затем заправиться новой, заряженной жидкостью. Для этого, вероятно, потребуется крупномасштабное производство вещества, сравнимое с современными нефтеперерабатывающими заводами.

Мы преобразовали более 99% газообразного водорода, содержавшегося в жидкости, — говорит Ола Вендт.

Исследователи также подсчитали, можно ли использовать это топливо для более крупных транспортных средств, таких как автобусы, грузовики и самолеты.

С большими баками, которыми они оснащены, можно преодолеть почти такое же расстояние, как и на дизельном топливе. Кроме того, вы получите примерно на 50% больше энергии по сравнению со сжатым водородом, — говорит Ола Вендт.

В качестве жидкостей используются изопропанол (который часто используется в стеклоомывателях) и 4-метилпиперидин.

Звучит ли это слишком хорошо, чтобы быть правдой? Да, по крайней мере, пока, поскольку остается ряд проблем. Одна из них заключается в том, что срок службы катализатора весьма ограничен. Другая заключается в том, что иридий, на котором основан катализатор, является драгоценным металлом.

Но, по нашим расчетам, на один автомобиль требуется около двух граммов иридия. Это можно сравнить с современными катализаторами очистки выхлопных газов, которые содержат около трех граммов платины, палладия и родия, также являющихся драгоценными металлами, — говорит Ола Вендт.

Это техническое решение, основанное на фундаментальных исследованиях. Если будет принято решение о создании готового продукта, то, по мнению Олы Вендта, концепция может быть готова уже через десять лет — при условии экономической целесообразности и заинтересованности общества.

Другой проблемой является способ производства водорода — сегодня большинство производств не являются климатически безопасными. Затем водород необходимо эффективно хранить и транспортировать, что сегодня не так просто. Кроме того, существует риск заправки сжатым водородом. Исследователи из Лунда надеются решить эту проблему с помощью своего метода.

Девяносто восемь процентов всего водорода сегодня производится из ископаемого топлива — природного газа. Двусторонним продуктом является углекислый газ. С экологической точки зрения идея производства водорода для стали, аккумуляторов и топлива бессмысленна, если для этого используется природный газ, — говорит Ола Вендт, но поясняет, что в настоящее время ведется активная работа по изучению возможности получения «зеленого водорода» путем расщепления воды на водород и кислород с помощью возобновляемых источников энергии.

В то же время Ола Вендт считает, что для того, чтобы возобновляемые и безвредные для климата альтернативы получили должное распространение, необходимы политические решения.

Она должна быть дешевле, а для этого нужны политические решения. Возобновляемые источники энергии не имеют шансов конкурировать с тем, что можно просто выкопать из земли, где транспорт является практически единственной статьей расходов, как в случае с ископаемым топливом, — заключает Вендт.

12.10.2023


Подписаться в Telegram



Энергия

JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа
JACS: Ученые выяснили, как повысить эффективность фотокатализа

Фотокаталитическое выделение водорода из ...

Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов
Учёные КФУ разработали новые материалы для металл-ионных аккумуляторов

Учёные Института физики Казанского федеральног...

IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей
IEEE Access: Ученые открыли доступ к данным о работе электрических сетей

Исследователи из Национальной лаборатории...

Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%
Energy Materials and Devices: Создан тандемный солнечный элемент с КПД более 20%

Группа исследователей впервые продемонстрирова...

JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года
JRSNZ: Ветряные электростанции могут компенсировать выбросы за 2 года

Ветряная электростанция, проработав менее двух...

EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент

Не зря авиакомпании не разрешают сда...

Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы

Согласно результатам нового исследования, пров...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Учёные предлагают контролировать москитов с помощью генетической селекции
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов
Казанский студент намерен разработать умные очки в 3 раза дешевле аналогов

Новости компаний, релизы

40% профессионалов предпочитают работать удаленно с дачи
Гидрологи СПбГУ первыми в мире показали, что распределение микропластика в водах Ладожского озера зависит от температурного ...
Ученые Казанского аграрного университета нашли способ повысить урожайность картофеля в Татарстане
В Нижнем Новгороде проходит Шестой «ЯлФест-2024»
Президенту Узбекистана презентовали вертолет Ансат