Водородное топливо - из света и нечистот
Сточные воды и Солнце? Не очень-то они подходят друг другу. Но одна группа ученых решила, что это идеальная пара: они придумали, как «впрячь» нечистоты и солнечный свет в процесс получения водорода. Для производства водорода можно использовать или фотоэлектрохимическую ячейку, или микробную топливную батарею. Устройства обоих типов требуют некоторого дополнительного напряжения – чтобы преодолеть термодинамический энергетический барьер для снижения количества протонов в газообразном водороде. Необходимость добавлять дополнительный электрический элемент существенно увеличивает стоимость и сложность работы этих устройств преобразования энергии.
Вот поэтому ученые создали гибридный прибор, сочетающий ФЭХ и МТБ. В первом компоненте бактерии разлагают органические вещества в сточных водах, и по ходу процесса вырабатывается электричество – оно доставляется в МТБ, где помогает солнечному свету расщеплять воду на водород и кислород.
При регулярной доставке сточных вод и освещении имитатором солнечного света, ФЭХ-МТБ устройство вырабатывало водород на уровне .05 м3 в день. А тем временем черная вода нечистот становилась всё чище. Кроме того, потребление растворимого химического кислорода (индикатор содержание органических соединений в воде) упало за 48 часов на 67%.
Но и это еще не всё. Исследователи планируют увеличить масштаб своего устройства и изготовить 40-литровый образец, который будет работать на городских сточных водах (его установят на водоочистных сооружениях).
«МТБ будет установлен на трубы, где будет постоянно “питаться” нечистотами, а ФЭХ будет работать снаружи – для получения естественного освещения», - заявил Фан Цянь (Fang Qian), один из разработчиков.
Данные исследования опубликованы в журнале ACS Nano.
По материалам Science World Report.
Артём Космарский nauka21vek.ru