Szwajcarzy opracowali sztuczny „liść” do produkcji wodoru z powietrza
Inżynierowie z École Polytechnique Fedérale de Lausanne (EPFL) w warunkach laboratoryjnych opracowali elektrodę, która wykorzystuje wejściowy strumień wilgotnego powietrza do produkcji wodoru. Bezpośrednią inspiracją dla nich były rośliny, których liście są zdolne do produkcji związków chemicznych przy wykorzystaniu światła.
W eksperymencie testowana była zdolność do syntezy wodoru z wilgotnego powietrza przepływającego przez specjalistyczną membranę oświetloną światłem słonecznym. Opracowany „liść” to w istocie elektroda wykonana z wełny szklanej, produkowanej z mieszaniny szkła i piasku kwarcowego. Na potrzeby procesu włókna szklane poddawane są działaniu wysokich temperatur, co prowadzi do wzajemnego stopienia się włókien krzemowych i w efekcie pozwala otrzymać sfilcowaną płytkę. Na płytkę następnie nakłada się (powleka) cienką warstwą tlenku cyny domieszkowanego fluorem. Ostatnią warstwą elektrody jest cienka warstwa materiałów półprzewodnikowych odpowiadających za absorpcję promieniowania słonecznego. Wśród półprzewodników testowano tlenek żelaza (III), tiocyjanian miedzi (I), tlenek miedzi (I), a także polimery.
Technologia fotoelektrochemiczna (photoelectrochemical system – PEC) jest od pewnego czasu wykorzystywana do testowania możliwości syntezy wodoru z wody przy pomocy światła słonecznego i określonych półprzewodników. Teraz jednak naukowcy postanowili wykorzystać ją wraz z zastosowaniem polimerowej membrany elektrolitycznej (polymer-electrolyte membrane – PEM), która w tym wypadku jest tzw. przezroczystym porowatym podłożem przewodzącym (transparent porous conducting substrate – TPCS). Ich zdaniem właściwości tej membrany, głównie jej przezroczystość i porowatość, mogą znaleźć zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu.
Konieczne dalsze badania
Uzyskane rezultaty badań nie okazały się w pełni zadowalające. Jak czytamy w na portalu „PV Magazine”, badacze określili, że maksymalna teoretyczna wydajność procesu pozyskiwania wodoru przy wykorzystaniu zastosowanej membrany i światła wynosi około 12 proc. To wynik wciąż niższy w porównaniu chociażby z wydajnością uzyskiwaną przy zastosowaniu ogniw płynnych, które również nie są uznawane za idealne, m.in. ze względu na wykorzystywanie do ich wytwarzania substancji szkodliwych dla środowiska.
Badacze opisali wyniki swoich analiz w artykule opublikowanym w czasopiśmie „Advanced Materials”.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
