(Получение) Технология получения водорода под действием света с использованием полупроводниковых фотокатализаторов

Организация: ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН»

Описание: Тенденция к сокращению легкодоступных запасов высококачественного ископаемого углеродсодержащего сырья определяет острую необходимость освоения доступных альтернативных и прежде всего возобновляемых источников энергии. При этом одним из наиболее перспективных направлений развития энергетики будущего может стать развитие солнечной энергетики. В настоящее время работы в области солнечной энергетики концентрируются в основном в двух направлениях. Это создание солнечных элементов (батарей), позволяющих преобразовывать энергию солнечного света непосредственно в электроэнергию, и разработка прямого преобразования солнечной энергии в энергию химических связей с помощью квантовых систем (фотокатализаторов). При этом в случае квантовых преобразователей солнечной энергии в химическую энергию наиболее интересным является получение водорода за счет фотокаталитических процессов, имитирующих функцию природного фотосинтеза.

Уникальные свойства водорода позволяют считать его универсальным и наиболее экологически чистым химическим энергоносителем, пригодным для использования практически в любых типах тепловых двигателей и многих иных видах электрогенерирующих устройств. С этой точки зрения разработка новых эффективных технологий получения водорода за счет создания систем, воспроизводящих функцию природного фотосинтеза, является актуальным для решения, по крайней мере, локальных задач водородной энергетики.

Особое внимание привлекает фотокаталитическое получение водорода под действием видимого света из водных растворов органических веществ — элементов биомассы — одноатомных и многоатомных спиртов, сахаров. Следует отметить, что при получении водорода из некоторых субстратов образуется чистый водород без примесей или водород с примесями СО2 без СО, что дает возможность использовать образующийся водород для питания топливных элементов.

Предложенные в ИК СО РАН системы на основе сульфидов переходных металлов и графитоподобного нитрида углерода для фотокаталитического получения водорода показали активность и квантовую эффективность, превышающую зарубежные аналоги.

На каком этапе находится проект: Предложены новые полупроводниковые фотокатализаторы получения водорода с активностью, превышающей зарубежные аналоги, созданы лабораторные реакторы и укрупненная установка для получения водорода.

Партнеры: Институт химии твердого тела УрО РАН, Институт металлургии УрО РАН

К какому направлению относится разработка, технология: Получение водорода


На фото: лабораторный кварцевый и укрупненный металлический реакторы для фотокаталитического получения водорода