Для производства водорода нужна только вода и наносферы кремния

Источник: phys.org

Команда ученых Университета Буффало (США) под руководством профессора Марка Т. Свихарта, создала сферические наночастицы кремния диаметром 10 нм. При контакте с водой эти частицы реагируют с образованием кремниевой кислоты (нетоксичный побочный продукт) и водорода — источника энергии для топливных элементов. Реакция не требует дополнительного света, тепла и электроэнергии. Ученые смогли убедиться, что полученный ими водород относительно чистый. Они использовали газ в небольшом топливном элементе, питающем вентилятор. Стоит отметить, что ранее уже были попытки получения водорода при помощи частиц кремния. Но тогда ученые использовали более крупные сферы — около 100 нм в диаметре.

Эксперименты показали, что меньший размер выгоднее: реакция идет в 150 раз быстрее. В течение одной минуты частицы размером 10 нм производят больше водорода, чем сферы диаметром 100 нм за 45 минут. По словам профессора Свихарта, такое расхождение связано с геометрией частиц. Когда начинается реакция, крупные частицы образуют несферические структуры, поверхность которых взаимодействует с водой неравномерно и с меньшей скоростью. Правда, у этой технологии есть очевидный недостаток — производство наносфер кремния требует значительных затрат энергии и ресурсов. Но производство водорода «по требованию» может быть необходимо в тех случаях, когда мобильность важнее стоимости.

Наиболее практичное применение разработки — обеспечение питанием портативных устройств, используемых военными или службами спасения в чрезвычайных ситуациях. Достаточно представить, что вместо бензинового или дизельного генератора, или больших батарей, полевой отряд берет с собой топливные элементы (которые гораздо легче генераторов). А для производства водорода нужен лишь нанопорошок кремния (его можно переносить в пластиковых картриджах) и вода из любого источника. Таким образом, можно обеспечить питание спутникового радио и телефона, GPS, ноутбука, и нескольких осветительных приборов. В случае правильной организации можно даже использовать избыточное тепло, выделяемое в ходе реакции. С его помощью можно подогреть пищу и вскипятить чай.