Iš jo elektros srovė teka per du elektrodus, prie kurių skystas vanduo išskaidomas į vandenilio ir deguonies dujas. Skirtingai nuo kitų vandens elektrolizės prietaisų, kurie naudoja tauriųjų metalų katalizatorius, šiam pakanka elektrodų, pagamintų iš nebrangių ir plačiai paplitusių metalų – nikelio ir geležies.
Jau šiais metais „Hyundai“ pradėjo vandenilio kuro elementais varomų transporto priemonių nuomą Pietų Kalifornijoje, kur įvesti ypač griežti aplinkosaugos reikalavimai.
Tai pirmas kartas, kuomet be tauriųjų metalų platinos ar iridžio katalizatorių pavyko išskaidyti vandenį kambario temperatūroje.
Automobilių gamintojai vandenilio kuro elementus laiko labai perspektyvia alternatyva benzininiams ar dyzeliniams varikliams. Tokių kuro elementų technologija paremta procesu, atvirkščiu vandens skilimui – juose saugomos vandenilio dujas jungiasi su atmosferos deguonimi, išskirdamos energiją, kurią galima panaudoti elektros energijai pagaminti. Šios reakcijos šalutinis produktas – tik vanduo, tuo metu kai skysto kuro degimo metu išskiriamos anglies dioksido dujos, sukeliančios šiltnamio efektą, taip pat ir nuodingos kietosios dalelės.
Jau šiais metais „Hyundai“ pradėjo vandenilio kuro elementais varomų transporto priemonių nuomą Pietų Kalifornijoje, kur įvesti ypač griežti aplinkosaugos reikalavimai. Kiti dideli automobilių gamintojai – „Toyota“ ir „Honda“ – planuoja pradėti pardavinėti automobilius su vandenilio kuro elementais jau 2015 metais.
Tačiau vandenilis šioms transporto priemonėms bus pagamintas didelėse pramonės įmonėse, kurios gamins vandenilį, naudojant karšto garo ir gamtinių dujų energiją. Deja, šių procesų metu taip pat išskiriamas anglies dioksidas.
Jau kelis dešimtmečius aktyviai ieškoma efektyvaus ir nebrangaus vandens elektrolizės būdo, tačiau kol kas reikėjo naudoti brangius katalizatorius, todėl toks vandenilio gamybos procesas buvo per brangus naudoti pramoniniu mastu.
Tačiau atradus, kad nikelio-geležies ir nikelio oksido sluoksnių katalizatorius yra toks pat veiksmingas kaip platinos, viskas gali pasikeisti.
Toks katalizatorius dar ir gerokai sumažina įtampą, reikalingą suskaidyti vandenį, o tai vandenilio gamintojams padėtų sumažinti elektros energijos sąnaudas, taigi sumažinti ir vandenilio kainą.
Tiesa, kol kas elektrodai su tokiais katalizatoriais dar nėra pakankamai stabilūs – jie per keliolika dienų suyra, todėl kitas mokslininkų tikslas – pasiekti, kad elektrodai veiktų bent savaites ar mėnesius.
Beje, mokslininkai pripažįsta, kad kol kas dar nesupranta visų procesų, vykstančių tokios vandens elektrolizės su nikelio katalizatoriais metu, tačiau pasiekimai įrodo, kad nanoinžinerijos metodais galima pasiekti, kad reakcijos, kurioms reikalingi katalizatoriai, taptų gerokai efektyvesnėmis.
Svarbu, kad tokiam elektrolizės prietaisui puikiai tiktų ir saulės energija.
Be vandenilio gamybos, šis prietaisas gali tikti ir kitų dujų – chloro, natrio hidroksido bei kitų chemijos pramonei svarbių medžiagų gamybai.
Apie šį pasiekimą paskelbta rugpjūčio 22 dieną žurnale „Nature Communications“.
