Нова технология произвежда енергия от замърсен въздух

Водородът е един от най-екологичните енергийни източници, към които се очаква да се ориентира човечеството в близко бъдеще. Чистият газ обаче не се среща в естествено състояние на Земята и това възпрепятства широкото му използване като гориво.

Обикновено водород се произвежда чрез процес на електролиза, при който електрически ток се пропуска през вода, за да раздели молекулите й на водород и кислород. Но наскоро група изследователи от университетите в Антверпен и Льовен (KU Leuven) разработи устройство, което може да произвежда водородно гориво в резултат на процес на пречистване на въздуха.

Чрез това устройство за филтриране на въздуха учените са намерили решение на два значими екологични проблема - генерирането на алтернативна, чиста енергия и пречистването на замърсения атмосферен въздух.

“Използваме малко устройство с две отделения, разделени с мембрана. Въздухът за пречистване влиза от едната страна, докато от другата излиза водородът, който се получава от част от продуктите на разграждането.

Така полученият водороден газ може да се съхранява и да се използва по-късно като гориво, каквато е практиката при някои автобуси, движещи се на водород например”, обяснява Сами Вербрюген, професор в катедрата по биоинженерство в университета в Антверпен.

Концепцията се нарича фотоелектрохимична (PEC) клетка в изцяло газова фаза. Когато е изложена на светлина, клетката е способна да преобразува летливите органични замърсители във въглероден диоксид на фотоанода от титаниев диоксид.

Използването на PEC технологията за отстраняване на замърсяването от въздуха би било чудесен аргумент само по себе си, но допълнителната възможност за производство на гориво наистина мотивира каузата на учените. Водородният газ се получава на платинен катод, след което може да бъде запазен за по-нататъшна употреба.

В проучването се обяснява, че макар системата да работи най-ефективно с органични замърсители в инертна газова среда, тя продължава да създава фототок и в присъствието на кислород, което е решаващо за случаите, в които клетката трябва да се използва в среда на органично замърсен въздух.

Специфични по вид наноматериали са използвани за изработка на мембраните, където се извършва основната част от преработката. “С помощта на тези катализатори се произвежда водороден газ и замърсителите на въздуха се разграждат.

В миналото тези клетки се използваха най-вече за извличане на водород от водата. Сега открихме, че това също е възможно и дори е по-ефективно, когато източникът е замърсен въздух”, казва Вербрюген.

Филтриращото устройство може да се счита за подобно на соларен панел, тъй като светлината е единственият енергиен източник, необходим за функционирането му. Затова Вербрюген и екипът му се стремят да започнат да използват слънчева светлина за захранване на пречиствателния процес.

“Вероятно тази технология може да намери приложение най-вече в отраслите, в които се генерират силно замърсени отпадъчни газови потоци. Производството на бои и лакове, текстилната промишленост и други дейности, които включват употребата на големи количества органични разтворители, са сред примерите, за които веднага се сещаме.

Тъй като в този процес за производство на водороден газ се използва замърсен въздух, колкото по-голямо замърсяване генерира индустрията, толкова повече водородно гориво може да се получи”, пояснява Вербрюген.

Подобно на много други изследователски проекти, засега въздушният филтър на екипа е разработен само на етап прототип, но тепърва ще се работи и върху по-мащабния му вариант.

“Понастоящем работим върху едва няколко квадратни сантиметра. Желанието ни е на по-късен етап да увеличим възможностите на технологията си, за да я направим индустриално приложима.

Работим също и в посока на подобряване на използваните материали, с цел по-ефективно използване на слънчевата светлина и съответно ускоряване на реакциите”, разказва Вербрюген за целите на екипа и плановете за бъдещето на устройството.