Возобновляемая энергия все популярнее, но есть проблема, которая мешает ее стабильному росту — отсутствие дешевого способа хранения. Химики из Университета Нортуэстерна нашли решение — топливная ячейка, которая выводит электролиз водорода на новый уровень.
Человечество до сих пор не научилось эффективно сохранять энергию, вырабатываемую солнечными панелями, ветровыми генераторами. В результате на пиках выработки излишки часто уходят в никуда. Некоторые станции начали ставить литий-ионные хранилища, по подобию огромных батарей Маска, которые спасают Австралию.
Проблема в том, что массового распространения таких установок пока достичь сложно: они дорогие и при этом не обеспечивают долговременное хранение.
Есть альтернатива, позволяющая запасать энергию с помощью проведения химических реакций. Для этого используются установки, называемые электролизерами. Излишняя энергия идет на получение водородного топлива. Сложность в том, что для обратного процесса — получения энергии из топлива — та же установка не подходит, нужно другое устройство, пишет Sciencemag. Это значит, что водород надо хранить в формате топливных элементов и выстроить инфраструктуру для их использования.
Химики из Университета Нортуэстерна справились с этой проблемой, разработав устройство, которое можно использовать одновременно и для электролиза топлива, и для получения энергии из него.
Решение — протонопроводящий топливный элемент. Ограничения обычных установок для электролиза — следствие того, что для запуска процесса в ту или иную сторону нужны разные катализаторы. В новом топливном элементе оба процесса возможны с единым набором катализаторов.
В лаборатории устройство показало очень высокую эффективность: 98% электричества идет именно на реакцию, а не на теплопотери. Но пока это лишь небольшой образец, для масштабирования и коммерческого применения потребуется немало времени.
Ранее немецкие ученые разработали дешевый водородный топливный элемент на основе ферментов. Он сопоставим по производительности с платиновыми аналогами и близок к теоретическому максимуму. А исследователи в США создали недорогой водородный топливный элемент из органических материалов.
