Официальное заявление Toyota не могло быть более утопичным: «Это похоже на волшебство: мы помещаем определенное устройство в контакт с воздухом, выставляем его на солнечный свет, и оно начинает бесплатно производить топливо».
Бесплатно? Нравится?
Во-первых, речь идет не о бензине или дизельном топливе, а о водороде. И, как мы знаем, Toyota является одним из основных игроков в этой области, в области транспортных средств на топливных элементах или топливных элементах, которые используют водород для выработки электроэнергии, необходимой для запуска транспортного средства.
Одно из основных препятствий на пути расширения этой технологии заключается именно в производстве водорода. Несмотря на то, что он является наиболее распространенным элементом во Вселенной, к сожалению, он всегда кажется «прикрепленным» к другому элементу - обычным примером является молекула воды, H2O, - которая требует сложных и дорогостоящих процессов для ее отделения и хранения.
И, как напоминает Toyota, для производства водорода по-прежнему используются ископаемые виды топлива, и этот сценарий японский бренд намерен изменить.
Согласно заявлению Toyota Motor Europe (TME), они достигли важного технологического прогресса. В партнерстве с DIFFER (Голландский институт фундаментальных исследований в области энергетики) разработали устройство, способное поглощать водяной пар, присутствующий в воздухе, напрямую разделяя водород и кислород, используя только солнечную энергию - значит, мы получаем бесплатное топливо.
По сути, есть две причины для такого совместного развития. Во-первых, нам нужны новые экологически чистые виды топлива, такие как водород, которые могут снизить нашу зависимость от ископаемого топлива; во-вторых, необходимо снизить выбросы парниковых газов.
Подразделение передовых исследований материалов TME и группа DIFFER по каталитическим и электромеханическим процессам для энергетических приложений, возглавляемая Михалисом Цампасом, работали вместе, чтобы разработать метод разделения воды на составляющие элементы в ее газовой (паровой) фазе, а не в более распространенной жидкой фазе. Причины поясняет Михалис Цампас:
Михалис Цампас, Каталитические и электромеханические процессы для энергетики от DIFFERРабота с газом вместо жидкости имеет ряд преимуществ. У жидкостей есть некоторые проблемы, например, непреднамеренное образование пузырей. Кроме того, используя воду в газовой фазе, а не в жидкой фазе, нам не нужны дорогостоящие установки для очистки воды. И, наконец, поскольку мы используем только воду, которая присутствует в воздухе вокруг нас, наша технология применима в удаленных местах, где вода недоступна.
Подпишитесь на наш канал Youtube
Первый прототип
TME и DIFFER продемонстрировали, как работает этот принцип, разработав новый твердотельный фотоэлектрохимический элемент, способный улавливать воду из окружающего воздуха, где после воздействия солнца он начинал генерировать водород.
Этому первому прототипу удалось достичь впечатляющие 70% производительности, достигнутые эквивалентным устройством, заполненным водой - многообещающе. Система состоит из полимерных электролитных мембран, пористых фотоэлектродов и водопоглощающих материалов, объединенных в специальное устройство со встроенной мембраной.
следующие шаги
Перспективному проекту с учетом уже полученных результатов удалось выделить средства из фонда NWO ENW PPS. Следующим шагом будет усовершенствование устройства. В первом прототипе использовались фотоэлектроды, которые, как известно, были очень стабильными, но у него были свои ограничения, как говорит Цампас: «… используемый материал поглощал только ультрафиолетовый свет, что составляет менее 5% всего солнечного света, достигающего Земли. Следующим шагом будет применение современных материалов и оптимизация архитектуры для увеличения поглощения воды и солнечного света ».
После преодоления этого препятствия, возможно, появится возможность масштабировать технологию. Фотоэлектрохимические ячейки, используемые для производства водорода, очень маленькие (около 1 см2). Чтобы быть экономически жизнеспособными, они должны вырасти как минимум на два-три порядка (в 100-1000 раз больше).
По словам Цампаса, несмотря на то, что он еще не прибыл туда, он надеется, что этот тип системы в будущем сможет служить не только для перемещения автомобилей, но и для электроснабжения домов.