Инженеры из Осакского университета использовали солнце, чтобы превратить морскую воду в электричество. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications. Впервые солнечный свет был применен для производства перекиси водорода в количествах, достаточных для использования в топливных элементах.
По словам ученых, перекись водорода является более удобной формой топлива, чем газообразный водород. Как правило, водород для использования в топливных элементах должен быть сильно сжат или охлажден при криогенных температурах до жидкого состояния. В то же время жидкую перекись водорода можно легко хранить и безопасно транспортировать при высоком давлении. Однако до сих пор не было известно эффективного и практичного способа получения перекиси.
Ученые разработали фотоэлектрохимическую ячейку, которая сочетает в себе свойства солнечной батареи. Когда свет падает на фотокатализатор, последний поглощает фотоны и использует их энергию для проведения таких химических реакций, как окисление воды и восстановление кислорода.
За 24 часа работы фотоэлектрохимическая ячейка произвела 48 миллимоль перекиси водорода, растворенной в морской воде. Предыдущие методы, в которых использовалась чистая вода, позволяли получить два миллимоля перекиси. Ученые объясняют это тем, что в морской воде присутствует отрицательно заряженный хлор, который отвечает за увеличение фотокаталитической активности.
В целом эффективность системы по переработке солнечной энергии в электричество достигает около 0,3 процента. Это выше, чем для многих других фотоэлементов на основе таких источников, как просо (0,2 процента), однако все же меньше, чем обычные солнечные батареи. Исследователи планируют улучшить эффективность на основе использования других материалов.
