Получение водорода из неископаемых источников энергии является проблемой, над решением которой трудятся многие ученые. Водород традиционно производится из природного газа. К сожалению, природный газ является ископаемым топливом и при сгорании вырабатывает углекислый газ. Эрик Кепф из университета штата Делавэр думает, что он, возможно, обнаружил решение этой проблемы.

Получение водорода из неископаемых источников энергии является проблемой, над решением которой трудятся многие ученые. Водород традиционно производится из природного газа. К сожалению, природный газ является ископаемым топливом и при сгорании вырабатывает углекислый газ. Эрик Кепф из университета штата Делавэр думает, что он, возможно, обнаружил решение этой проблемы. Доктор наук в области машиностроения разработал новый реактор, который использует очень концентрированный солнечный свет и порошок оксида цинка для производства водорода. Иными словами, ученый может создавать по-настоящему экологически чистое топливо при нулевом уровне выбросов парниковых газов.

Соавторами проекта выступили Аджай Прасад, профессор машиностроения и глава группы по исследованию топливных элементов в университете штата Делавэр, Суреш Адвани и профессор машиностроения Джордж Лэрд.

"Люди в течение многих лет пытались разработать механизм получения водорода при помощи солнечного света, и реактор Эрика помогает добиться выполнения этой цели", пояснил Прасад, который ведет исследования в рамках проекта по применению водородных топливных элементов для автобусов.

Реактор, который похож на большой цилиндр, состоит из слоев передовой ультравысокотемпературной изоляции и керамических материалов. Его размеры примерно 0.6 на 0.9 метра. Весит устройство 793 килограмма.

Коническая конструкция реактора позволяет использовать силу тяжести, чтобы направлять порошкообразный оксида цинка (реагент) в систему через 15 загрузочных воронок, расположенных в верхней части устройства. Все контролируется с помощью специальных механизмов и блока управления, который был разработан по индивидуальному заказу Кепфа специалистами университета штата Делавэр. Охлаждающие блоки, которые встроены в реактор, помогают понизить температуру двигателей, кварцевого волноводного окна и кольца диафрагмы, с которыми взаимодействует солнечный свет.

"Идея состоит в том, чтобы создать небольшую, хорошо изолированную полость и подвергнуть ее воздействию высокой концентрации солнечного света, поступающего сверху," объяснил Кепф.

Кепф тестировал основные системы управления своего реактора в течение нескольких месяцев. С 5 апреля он начал серию шестинедельного тестирования эффективности самого прототипа в Швейцарском федеральном технологическом институте в Цюрихе.

"Мы будем измерять температуру и выработку кислорода внутри реактора в режиме реального времени. Это позволит нам понять, сколько топлива или цинка мы на самом деле можем производить при помощи солнечного света, " объяснил Кепф.

Во время тестирования свет, сконцентрированный для имитации энергии 10000 Солнц, будет направлен в реактор, увеличивая его температуру до 3000 градусов по Фаренгейту. Это почти треть температуры поверхности Солнца. При нагревании загрузочные воронки будут направлять порошкообразный оксид цинка (безвредное вещество, напоминающие своими характеристиками соду для выпечки) на керамический слой, вызывая реакцию, которая заставит порошок превратиться в чистые пары цинка. В последующем шаге, цинк будет реагировать с водой для получения "солнечного" водорода.

"По существу, мы берем порошкообразный оксид цинка и при помощи термомеханических реакций храним в нем энергию солнца, а затем разливаем ее в разные емкости", объяснил Кепф, чья работа финансируется Министерством транспорта США. "Цинк сам по себе является очень ценным топливом, он может быть использован в аккумуляторных батареях и топливных элементах."

Кепф называет свое исследование "потенциальным путем к будущему альтернативной энергетики", он намерен запатентовать свой реактор в Университете экономических инноваций и партнерства (OEIP).