Водород производится за считанные минуты: микроволновая технология обеспечивает более быструю выработку чистой энергии:
Ученые разработали новаторскую технологию, которая устраняет ключевые ограничения в производстве чистого водорода с использованием микроволн. Междисциплинарная группа в Pohang University of Science & Technology (POSTECH) успешно выяснила основной механизм этого инновационного процесса. Их выводы знаменуют собой преобразующий шаг в стремлении к устойчивой энергетике.
Ученые подчеркнули, что существующие технологии производства водорода сталкиваются со значительными препятствиями. Традиционные термохимические методы, которые основаны на окислении-восстановлении оксидов металлов, требуют чрезвычайно высоких температур до 1500 °C ( 2732 ° F ) . По словам исследователей, эти методы не только энергоемки и дороги, но и сложны в масштабировании, что ограничивает их практическое применение.
Микроволны эффективно управляют химическими реакциями
Чтобы решить эти проблемы, ученые выбрали «микроволновую» энергию, тот же источник, который используется в бытовых микроволновых печах. Хотя микроволны обычно ассоциируются с разогревом пищи, они также могут эффективно управлять химическими реакциями.
Ученые продемонстрировали, что микроволновая энергия может снизить температуру восстановления легированного гадолинием церия (CeO2) — эталонного материала для производства водорода — до уровня ниже 600 ℃ (1112 °F), что снижает требуемую температуру более чем на 60 процентов. Примечательно, что было обнаружено, что микроволновая энергия заменяет 75 процентов тепловой энергии, необходимой для реакции, что является прорывом для устойчивого производства водорода, согласно пресс-релизу.
Исследования могут произвести революцию в коммерческой жизнеспособности производства водорода
«Это исследование имеет потенциал для революционного изменения коммерческой жизнеспособности термохимических технологий производства водорода. Оно также проложит путь к разработке новых материалов, оптимизированных для химических процессов, управляемых микроволнами», — сказал профессор Хёнгю Джин из POSTECH.
«Внедрение нового механизма, работающего на микроволнах, и преодоление ограничений существующих процессов — это крупные достижения, ставшие возможными благодаря тесному междисциплинарному сотрудничеству нашей исследовательской группы».
Производство водорода с помощью микроволн — перспективная технология
Исследователи утверждают, что производство водорода с помощью микроволн является многообещающей технологией, способной экономично разлагать H2O на H2.
Опубликованное в качестве внутренней обложки журнала Journal of Materials Chemistry, исследование утверждает, что потенциал этой технологии зависит от параметра f r , который измеряет долю микроволновой энергии, непосредственно способствующую реакции восстановления оксидов металлов путем извлечения решеточного кислорода.
Исследователи выявили, что результаты свидетельствуют о том, что микроволновая энергия вносит значительный вклад в образование дефектов в смягченных условиях (более низкая T и более высокая P(O2)) с более короткими временными рамками по сравнению с обычным термическим восстановлением.
«Наше исследование подтверждает важность fr в восстановлении с помощью микроволн и дает новое термодинамическое понимание взаимодействия между дефектами и микроволновыми полями в легированном церии», — говорят исследователи.
Они также подчеркнули, что еще одно важное достижение заключается в создании «кислородных вакансий», которые являются дефектами в структуре материала, необходимыми для расщепления воды на водород. По словам исследователей, традиционные методы часто требуют часов при чрезвычайно высоких температурах для формирования этих вакансий.
Ученые достигли тех же результатов всего за несколько минут при температурах ниже 600°C (1112 °F) с помощью микроволновой технологии. Этот быстрый процесс был дополнительно подтвержден термодинамической моделью, которая предоставила ценную информацию о механизме, лежащем в основе реакции, вызванной микроволнами, согласно исследованию.
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения