■ Получение водорода методом электролиза с использованием электроэнергии гидро-, ветровых или солнечных электростанций - «зеленый» водород;
■ Получение водорода методом электролиза с использованием электроэнергии атомных электростанций - «желтый» (оранжевый) водород.
Но! Во время процесса электролиза в специальный электролит на основе деминерализованной воды помещают электроды с полимерной мембраной между ними. Электроны, перемещаясь от одного электрода к другому, проникают через мембрану и расщепляют жидкость на кислород и водород. Главная проблема - на электродах накапливается газообразный водород и кислород, которые фактически уменьшают площадь поверхности мембраны, а значит, снижают скорость протекания электролиза и к.п.д. всего процесса.
Исследователи из Мельбурнского королевского технологического института (RMIT, Австралия) утверждают, что разработали новый метод электролиза, который является более доступным и энергоэффективным. Его суть в воздействии на мембрану звуковой волной с частотой 10 МГц (10 тыс. Гц). Кстати, это не экзотическая частота: здоровый человек слышит в диапазоне от 16 до 20 тысяч Гц.
Несколько слов о физике процесса:
■ фактически происходит «встряхивание» воды и молекулы, находящиеся ближе всего к электродам, покидают тетраэдрические образования, которые они обычно образуют. В результате появляется больше «свободных» молекул, доступных для взаимодействия с поверхностью электродов.
■ вибрации разрушают пузырьки, которые в «классическом» варианте постоянно образуются на каждом электроде. Эти пузырьки предотвращают контакт электрода с водой и замедляют реакцию, а их разрушение ускоряет процесс электролиза. Кроме того, звуковые волны способствуют переносу массы за счет создания конвекционных потоков.
Австралийские ученые специально выбрали для своих экспериментов электроды с плохой производительностью. Это были менее дорогие серебряные электроды и электролит с нейтральным уровнем pH, вместо более дорогих из платины или иридия, а также очень кислых или щелочных электролитов, которые обычно используются для достижения максимальной скорости реакции.
Эксперимент показал увеличение плотности тока и скорости реакции электролиза в 14 раз! Разумеется, пока рано говорить о пропорциональном увеличении производительности технологии электролиза. Можно лишь с уверенностью утверждать, что вода расщепляется на водород и кислород быстрее и легче. Да и сама установка получается заметно дешевле.
И все это оказывает заметное влияние на общую эффективность процесса производства «зеленого», да и «желтого» водорода, а реализация промышленной технологии их производства сделает это топливо доступнее для потребителей.