На этой неделе Nature Materials действительно публикует новаторскую статью на эту тему. Исследователям EPFL в сотрудничестве с Авнером Ротшильдом из Техниона (Израиль) удалось точно охарактеризовать наноструктуры оксида железа, которые будут использоваться для производства водорода с наименьшими затратами. «Весь смысл нашего подхода состоит в том, чтобы использовать исключительно обильный, стабильный и дешевый материал: ржавчину», — добавляет Скотт К. Уоррен, первый автор статьи.В конце прошлого года Кевин Сивула, один из сотрудников лаборатории ФИАН, представил прототип электрода, основанный на том же принципе. Его эффективность была такова, что пузырьки газа появлялись сразу после светового воздействия.
Несомненно, потенциал таких дешевых электродов был продемонстрирован, даже если еще оставались возможности для улучшения.Используя методы просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ), исследователи смогли точно охарактеризовать движение электронов через наноструктуры, похожие на цветную капусту, образующие частицы оксида железа, накладываемые на электроды в процессе производства. «Эти меры помогли нам понять причину, по которой мы получаем различия в производительности в зависимости от процесса производства электродов», — говорит Гратцель.Сравнив несколько электродов, технология изготовления которых сейчас освоена, ученые смогли выявить «чемпионскую» структуру. Изготовлен прототип размером 10х10 см, и его эффективность соответствует ожиданиям.
Следующим шагом станет развитие промышленного процесса до крупномасштабного производства. Европейское финансирование и федеральное правительство Швейцарии могли бы оказать поддержку в этой последней части.Очевидно, что долгосрочная цель — производить водород — топливо будущего — экологически безопасным и особенно конкурентоспособным способом. По мнению Майкла Гратцеля, «современные методы, в которых обычный фотоэлектрический элемент соединяется с электролизером для производства водорода, по самой низкой цене стоят 15 евро за килограмм.
Мы стремимся к 5 евро за килограмм».