Исследователи из Ульсанского национального института науки и технологий (UNIST) представили инновационную систему, которая может изменить будущее водородной энергетики. Их разработка, о которой пишет The Korea Bizwire, позволяет производить водород, используя лишь солнечный свет и отходы сахарного тростника, без необходимости во внешних источниках питания.
Водород давно рассматривается как перспективная альтернатива традиционному топливу благодаря нулевым выбросам при сгорании и высокой энергоемкости. Однако сегодня его производство остается углеродоемким процессом, так как основным сырьем служит природный газ. Технология UNIST предлагает решение этой проблемы, объединяя переработку биомассы и солнечную энергию.
Ключевым элементом системы стал фурфурол — вещество, получаемое из жома сахарного тростника. В процессе окисления на медном электроде он не только способствует выработке водорода, но и образует фурановую кислоту — ценный химический продукт. Параллельно вода расщепляется на водород на кремниевом фотоэлектроде, что вдвое увеличивает общую производительность по сравнению с традиционными методами.
Одной из главных проблем в подобных системах было низкое фотонапряжение кремниевых электродов, требующее дополнительного внешнего напряжения. Однако ученые UNIST смогли преодолеть это ограничение, используя окисление фурфурола для балансировки напряжения. Это сделало процесс полностью автономным и энергоэффективным.
Для повышения долговечности системы исследователи применили структуру встречно-штыревого тыльного контакта (IBC), снижающую внутренние потери, а также защитили фотоэлектрод никелевой фольгой и стеклянными слоями, предотвращающими коррозию.
«Наша технология способна сделать солнечный водород экономически конкурентоспособным по сравнению с водородом из ископаемого топлива», — отметил профессор Чжи-Ук Джанг, один из авторов исследования.
Новая система открывает перспективы для экологически чистого производства водорода, который может использоваться в транспорте, промышленности и энергоснабжении.
Тем временем другая группа представила способ синтеза водорода с помощью солнечного света и морской воды.
