QAZAQ GREEN.  Оңтүстік кореялық зерттеушілер күн сәулесі мен қант қамысы қалдықтары арқылы сутегі алудың экологиялық таза әдісін ұсынды. Технологияда фурфурол шешуші рөл атқарады – сутегінің бөлінуімен тотығу реакциясына қатысатын биомассадан алынған химиялық зат. Әзірленген фотоэлектрохимиялық жүйе кремний мен мыс электродтарын пайдаланады: біреуі суды ыдыратады, екіншісі фурфуролды тотықтырады, деп хабарлайды Хайтек+ Interesting Engineering сілтемесімен.

Мұндай қосарлы механизм сағатына бір шаршы сантиметрден 1,4 ммольге дейін сутегі алуға мүмкіндік береді – бұл АҚШ Энергетика министрлігінің бақылау деңгейінен төрт есе жоғары.

Сутегі (H₂) болашақ отыны деп аталады, өйткені ол жанған кезде парниктік газдар бөлінбейді. Сонымен қатар, оның құрамында энергия көбірек – бензинге қарағанда 2,7 есе артық. Бірақ қазір сутегінің көп бөлігі табиғи газдан өндіріледі және бұл планетаны қыздыратын көмірқышқыл газының көп мөлшерін шығаруға әкеледі. Бұл проблеманы шешу үшін ғалымдар H₂ өндірісінің фотоэлектрохимиялық жүйесін ойлап тапты.

Шешім екі параллель процесс үшін күн сәулесін пайдаланады. Мыс электродында фурфуролдың тотығуы сутегі мен құнды жанама өнім – фурон қышқылының бөлінуімен жүреді. Сонымен қатар, кремний фотоэлектродында судың бөлінуі бірдей пайдалы өніммен – сутегімен жүреді. Оның суасты конструкциясының арқасында жүйе салқындатылады.

Жүйенің жоғары тиімділігі энергияны мұқият басқаруға байланысты. Күн сәулесі кремний фотоэлектродына түскен кезде электрондар пайда болып, сутегі өндіру процесін бастайды. Кристалды кремний көптеген электрондарды генерациялау үшін өте қолайлы, алайда пайда болатын кернеу (0,6 В) реакцияны сыртқы қуат көзінсіз бастау үшін жеткіліксіз.

Зерттеушілер бұл проблеманы жүйедегі кернеуді тұрақтандыратын қарама-қарсы электродқа фурфуролдың тотығу реакциясын қосу арқылы шешті. Электрод одан әрі никель фольгамен және шыны жабынмен қорғалған.

Бұл қосарлы механизм 1,4 ммоль/см²·сағ сутегінің шығуын қамтамасыз етеді, бұл дәстүрлі фотоэлектрохимиялық қондырғылардан екі есе жоғары.   Практикалық өнімділік АҚШ Энергетика министрлігінің нысаналы көрсеткішінен төрт есе дерлік артық – 0,36 ммоль/см²·сағ.

Әзірлеме жаңартылатын биомасса мен күн энергиясын пайдалануға негізделген сутегі экономикасына қадам жасайды. Болашақта технология таза және үнемді сутегі отынын өндіруге көмектеседі.