Alimlər dəniz suyundan və günəşdən hidrogen əldə etməyi bacardı

Okean suyu və günəş işığını enerji mənbəyinə çevirmək ideyası elmi fantastika kimi səslənə bilər. Lakin avstraliyalı alimlər qrupu laboratoriyada bunu mümkün olduğunu nümayiş etdirib. Bunun üçün onlar qalliumdan istifadə ediblər - bu parlaq maye metal həm dəniz, həm də təmiz suda hidrogen almağa kömək edir.

Qaynarinfo xəbər verir ki, bu barədə Econews xəbər verib. Tədqiqatın nəticələri "Nature Communications" jurnalında dərc olunub.

Məqalədə qeyd olunur ki, hidrogen tez-tez gələcəyin yanacağı adlandırılır, çünki bərpa olunan enerjini saxlaya bilir və yanarkən yalnız su əmələ gətirir. Bu gün "yaşıl" hidrogenin əksəriyyəti təmizlənmiş suyun günəş və ya külək enerjisindən istifadə etməklə elektroliz yolu ilə əldə olunur. Lakin bu proses çox enerji və yüksək keyfiyyətli su tələb edir, hansı ki, bir çox bölgələrdə çatışmır.

Sidney Universitetinin alimləri böyük elektroliz qurğuları və ayrıca duz təmizləyici stansiyalar əvəzinə günəş işığından istifadə ediblər; işıq maye qallium damcılarını adi suyun içində qızdırır və aktivləşdirir.

Qallium - otaq temperaturundan bir qədər yüksək temperaturda əriyən gümüşü metal - suyun içində kiçik maye damcılar əmələ gətirir. İşığın təsiri altında bu damcılar qızır, səthi ətrafdakı su ilə reaksiyaya girir, su molekullarını parçalayır və qaz halında hidrogen buraxır. Eyni zamanda qalım səthində "qallium oksihidroksidi" adlı bir birləşmə əmələ gəlir və hər damcıyı örtür.

Əvvəlki eksperimentlərdə maye metallar üzərindəki oksid təbəqələri reaksiyanı yavaşladırdı, demək olar ki, qazan üzərindəki şorba qatı kimi. Yeni sistemdə işıq yalnız damcıları qızdırmır, həm də bu incə təbəqəni pozur, beləliklə metalın təzə maye səthi daima su ilə təmasda qalır və reaksiya sürətli olur.

Tədqiqatın aparıcı müəllifi Luis Kampos bildirir ki, komanda artıq asanca əldə olunan dəniz suyundan davamlı hidrogen almaq üsuluna malikdir, yalnız işıqdan istifadə edərək yaşıl hidrogen istehsal etmək mümkündür.

Metaldan təkrar istifadə mümkündür

Hidrogen ayrıldıqdan sonra qallium oksihidroksidi itmir. Tədqiqatçılar göstəriblər ki, onu elektrokimyəvi olaraq yenidən maye qalıma çevirmək olar və yeni dövrdə təkrar istifadə etmək mümkündür. Belə bağlı sistem kimyəvi tullantıları azaldır və prosesi yeni metal alışı olmadan miqyaslandırmağa imkan verir.

Nəzarət olunmuş işıqlandırmada sınaqlar zamanı sistem maksimal 12,9% effektivlik göstərib. Baş tədqiqatçı Kuroş Kalantar-Zade bu nəticəni "ilk prototip üçün çox rəqabətli" adlandırıb.

2023-cü il tədqiqatları isə başqa bir fotokatalitik sistemdə günəş enerjisinin hidrogenə çevrilməsində 9,2% effektivlik olduğunu bildirirdi; həmin sistem təmiz su və konsentrə edilmiş günəş işığı tələb edirdi.

Bu nəticələr göstərir ki, sadə işıqla işləyən sistemlər artıq enerji şirkətlərinin maraq göstərə biləcəyi məhsuldarlıq səviyyəsinə yaxınlaşır.

İxtira xərcləri azaldır

Bu gün əksər "yaşıl" hidrogen layihələri böyük elektroliz qurğularına əsaslanır, çox enerji sərf edir və təmiz su tələb edir. Əgər bu qurğular sahilboyu yerləşirsə, su tez-tez əlavə təmizlənməlidir. Belə sxem zəngin bölgələrdə işləyə bilər, lakin quraq bölgələrdə hər litr təmiz su içməli və kənd təsərrüfatı ehtiyacları ilə rəqabət aparır.

Günəş işığı və təkrar istifadə oluna bilən metal vasitəsilə birbaşa dəniz suyundan hidrogen istehsalı xərcləri azalda və daha çox ölkənin qlobal hidrogen bazarına qoşulmasına yol aça bilər.

Praktikada belə istehsal olunan "yaşıl" hidrogen gələcəkdə enerji tələbatı yüksək sənayeni, uzaq məsafələrə yük daşıyan yük maşınlarını və ya evləri əlavə karbon emissiyası və elektrik xərcləri olmadan təmin edə bilər.

Ekspertlər bildirirlər ki, hidrogenin saxlanması və daşınması çətindir, buna görə ucuz istehsal limanlarda və ya sahil günəş hub-larında enerji şəbəkələrinə yüklənməni azalda bilər. Hazırda bu ssenarilər gələcəyin perspektivləridir, lakin laboratoriya nəticələri göstərir ki, aşağı karbonlu enerji sistemi praktikada necə ola bilər.

Tədqiqatçılar nəyi planlaşdırır?

Hazırda prototip laboratoriya şəraitində işləyir. Layihənin həmsədri Fransua Alliu bildirir ki, komanda ortamiqyaslı reaktorun hazırlanması üzərində çalışır ki, kimyanın real şəraitdə davranışını yoxlasın.

Eyni zamanda qalım dövrlərinin uzun müddət ərzində nə qədər stabil qalacağını və real dəniz suyundakı minerallar və orqanizmlərin sistemin işləməsinə təsirini öyrənmək lazımdır.

Hələ açıq qalan sual iqtisadiyyata aiddir, çünki qallium bir çox sənaye metallarından daha az yayılıb. Hər hansı real layihə xərclərin və təchizatın diqqətlə təhlilini və maliyyələşdirmə dəstəyini tələb edəcək.

Əgər bu hesablamalar müsbət olsa, yanaşma Avstraliyanın yaxın onilliklərdə ən böyük "yaşıl" hidrogen ixracatçılarından birinə çevrilmək ambisiyalarını gücləndirə bilər.

Telegramda izləyin