Израильские ученые нашли дешевый метод производства зеленого водорода

ИЕРУСАЛИМ. КАЗИНФОРМ — Исследователи из Тель-Авивского университета добились прорыва в производстве «зеленого» водорода. Их метод не только позволяет избежать загрязнения воздуха, но и обеспечивает высокий уровень эффективности, передает МИА «Казинформ» со ссылкой на TPS.

Водород является важным сырьем как для сельского хозяйства, так и для промышленности и может значительно сократить выбросы углекислого газа. При производстве и сжигании водорода не выделяются загрязняющие газы, водород также может быть преобразован в электричество или синтетический газ. «Зеленый» водород — это водород, полученный без выбросов загрязняющих веществ.

Новый метод был разработан докторантом Ицхаком Гринбергом и доктором Ореном Бен-Цви под руководством профессоров Ифтаха Якоби и Лихи Адлер-Абрамович. Их выводы были опубликованы ранее в июле в научном журнале Carbon Energy.

В настоящее время «зеленый» водород в основном производится путём пропускания электрического тока через молекулы воды для разделения атомов водорода и кислорода. По словам доктора Бен-Цви, для этого метода электролиза «требуются драгоценные и редкие металлы, такие как платина, а также дистилляция воды».

Это «в 15 раз дороже», чем «серый водород» — водород, извлеченный из природного газа, метана или других ископаемых видов топлива. Из-за усилий по борьбе с изменением климата мир пытается отказаться от использования «серого водорода», поскольку при его производстве выделяется значительное количество углекислого газа, который невозможно уловить.

Вместо пропускания электрического тока через молекулы воды израильские исследователи обратились к ферментам.

Водород «вырабатывается ферментами в микроскопических организмах, которые получают энергию для этого от процессов фотосинтеза». — пояснил Гринберг. «В лаборатории мы «электризуем» эти ферменты. То есть электрод даёт энергию вместо солнца. В результате получается эффективный процесс, не требующий экстремальных условий, который может использовать электричество из возобновляемых источников, таких как солнечные батареи или ветряные турбины».

Гринберг отметил, что одна из проблем, с которой столкнулись исследователи, заключается в том, что «фермент «убегает» от электрического заряда, поэтому его необходимо удерживать на месте с помощью химической обработки. Мы нашли простой и эффективный способ прикрепить фермент к электроду и использовать его».

Исследователи использовали гель на водной основе, чтобы прикрепить фермент к электроду, и смогли производить зелёный водород с помощью биокатализатора. Метод показал эффективность 90%, то есть 90% электронов, введенных в систему, оседали в водороде без каких-либо вторичных процессов.

Инновация заключается в простом использовании геля для производства водорода.

«Мы погрузили электрод в гель, который содержал фермент для производства водорода, называемый гидрогеназой, — говорит Якоби. — Гель удерживает фермент длительное время, даже под электрическим напряжением, и позволяет получать водород с большой эффективностью и в благоприятных для фермента условиях окружающей среды — например, в соленой воде, в отличие от электролиза, для которого требуется дистиллированная вода».

По словам Адлер-Абрамович, ещё одно преимущество использования геля заключается в том, что он «собирается сам».

«Вы помещаете материал в воду, и он оседает в виде нанометровых волокон, образующих гель. Мы продемонстрировали, что эти волокна также способны прикреплять фермент к электроду. Мы протестировали гель с двумя другими ферментами, помимо гидрогеназы, и доказали, что он способен прикреплять к электроду различные ферменты», — пояснила профессор.

«Мы надеемся, что в будущем можно будет использовать наш метод в коммерческих целях, снизить затраты и перейти на использование зелёного водорода в промышленности, сельском хозяйстве и в качестве источника чистой энергии», — добавляет доктор Бен-Цви.