Jūras ūdens - jauns enerģijas ražošanas resurss

Viena no Japānas vadošajām universitātēm ir izstrādājusi jaunu, efektīvu tehnoloģiju, kas ļauj iegūt ūdeņraža peroksīdu, kas piemērots izmantošanai degvielas elementos.

Jaunā tehnoloģija, ko izstrādājuši japāņu pētnieki, ir pirmā metode, kas izmanto ķīmiskās reakcijas paātrināšanu, pakļaujot katalizatoru saules gaismai, kā rezultātā tiek panākta maksimāla efektivitāte un iespēja izmantot iegūto ūdeņraža peroksīdu degvielas elementos.

Pētniecības projektu vadīja Šuniči Fukuzumi, un zinātnieki publicēja sava pētījuma rezultātus populārzinātniskā žurnālā.

Degvielas elementi pašlaik galvenokārt darbojas ar ūdeņraža gāzi, taču Fukuzumi komandas piedāvātajai iespējai ir vairākas priekšrocības, no kurām ievērojamākā ir tā, ka ūdeņraža peroksīdu ir vieglāk uzglabāt augstā blīvumā. Mūsdienu tehnoloģijas ļauj gāzveida ūdeņradi uzglabāt, izmantojot augstu spiedienu vai zemu temperatūru, un ūdeņraža peroksīds šajā gadījumā ir drošāks gan uzglabāšanas, gan transportēšanas laikā. Vienīgā problēma bija tā, ka zinātnieki nevarēja atrast efektīvas fotokatalītiskas metodes šķidra ūdeņraža peroksīda ražošanai – bija tehnoloģijas, kas neizmantoja saules starojumu, taču enerģijas izmaksas padarīja tās nepraktiskas.

Taču Fukuzumi komanda ir izveidojusi vēl vienu šūnu ar katalizatoru — sava veida saules bateriju, kas ražo ūdeņraža peroksīdu. Kad saules gaisma ir fokusēta uz fotokatalizatoru, sākas paātrināta ķīmiskā reakcija — jūras ūdens oksidējas un skābekļa līmenis samazinās, kā rezultātā veidojas ūdeņraža peroksīds.

Fukuzumi pētnieku komanda paskaidroja, ka ūdeņraža peroksīda koncentrācija jūras ūdenī pēc fotokatalizatora pakļaušanas saules gaismai 24 stundas bija aptuveni 48 milimoli, kas ir par kārtu augstāka nekā iepriekš ziņots (tīrā ūdenī ūdeņraža peroksīda līmenis bija aptuveni 2 milimoli).

Zinātniekus ieinteresēja šī ievērojamā skaitļu atšķirība, un viņi atklāja, ka problēma ir jūras ūdenī esošajā negatīvi lādētajā hlorā, kas ir atbildīgs par reakcijas ātruma palielināšanos un veicina ūdeņraža peroksīda līmeņa paaugstināšanos ūdenī.

Pēc pētnieku domām, jaunās tehnoloģijas saules enerģijas pārveidošanai elektrībā efektivitāte ir aptuveni 0,3%, fotokatalītiskās metodes (izmantojot ķīmiskās reakcijas paātrināšanu) efektivitāte ūdeņraža peroksīda ražošanā ir 0,55%, bet degvielas elementa efektivitāte ir 50%.

Protams, jaunās enerģijas ražošanas tehnoloģijas kopējā efektivitāte ir diezgan augsta, taču mūsdienās parastās saules paneļi ir pierādījuši savu efektivitāti. Profesors Šuniči Fukuzumi un viņa kolēģi ir pārliecināti, ka jaunās metodes efektivitāti var uzlabot, izmantojot uzlabotus materiālus fotoelektroķīmiskajai šūnai, un eksperti plāno arī atrast veidus, kā samazināt enerģijas ražošanas izmaksas.

[ 1 ], [ 2 ]