Сборник тезисов докладов

Водород. Технологии. Будущее 

23–24 декабря 2020 г.  

 

 

29 

 

ФОТОКАТАЛИЗ НА ПОЛУПРОВОДНИКАХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ  

ВЫСОКОЧИСТОГО ВОДОРОДА 

Е.А. Козлова 

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр 

«Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук», 

Россия, г.Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 5, 630090 

E-mail: kozlova@catalysis.ru  

Тенденция  к  сокращению  легкодоступных  запасов  ископаемого  углеродсодержащего  сырья 

определяет  острую  необходимость  освоения  доступных  возобновляемых  источников  энергии  [1].  При 

этом одним из наиболее перспективных направлений развития энергетики будущего может стать развитие 

солнечной энергетики. Количество солнечной энергии, ежегодно достигающей Земли, составляет 3×10

24

 

Дж/год,  что  примерно  в  10  000  раз  превышает  текущее  общее  потребление  энергии  во  всем  мире.  В 

настоящее  время  работы  в  области  солнечной  энергетики  концентрируются  в  основном  на  двух 

направлениях:  (1)  создании  солнечных  элементов  (батарей),  позволяющих  преобразовывать  энергию 

солнечного света непосредственно в электроэнергию, и (2) разработке прямого преобразования солнечной 

энергии  в  энергию  химических  связей  с  помощью  квантовых  систем.  При  этом  в  случае  квантовых 

преобразователей  солнечной  энергии  в  химическую  энергию  наиболее  интересным  является 

фотокаталитическое получение водорода из воды под действием видимого света. 

 

Рис. 1. Схематическое изображение механизма фотокаталитического получения водорода  

на полупроводниковых фотокатализаторах 

 

Уникальные свойства водорода позволяют считать его универсальным и наиболее экологически 

чистым  химическим  энергоносителем,  пригодным  для  использования  практически  в  любых  типах 

тепловых  двигателей  и  многих  иных  видах  электрогенерирующих  устройств.  С  этой  точки  зрения 

разработка  новых  эффективных  технологий  получения  водорода  является  актуальным  для  решения,  по 

крайней мере, локальных задач водородной энергетики. Особое внимание привлекает фотокаталитическое 

получение  водорода  под  действием  видимого  света  из  водных  растворов  органических  веществ  – 

элементов  биомассы  –  одноатомных  и  многоатомных  спиртов,  сахаров.  Отличительной  особенностью 

фотокаталитического  процесса  является  получение  сверхчистого  водорода  без  примесей  монооксида  и 

диоксида углерода, что дает возможность использовать выделяющийся водород для питания топливных 

элементов  [1].  Кроме  того,  существует  возможность  получения  ценных  продуктов  парциального 

окисления  субстрата,  так  в  случае  глицерина  возможно  получение  таких  ценных  продуктов  как 

глицеральдегид и этиленгликоль [2]. 

В  докладе  рассмотрены  основные  типы  фотокатализаторов  для  получения  водорода  под 

действием видимого света, обсуждаются зависимости между структурой, активностью, и стабильностью 

фотокатализаторов в процессе получения водорода; оценена возможность масштабирования реакторов. 

Работа выполнена при финансовой поддержке Гранта Президента РФ МД-79.2020.3. 

жүктеу/скачать 6,55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: