Зелена енергетика. Кремній із відходів сонячних панелей може стати ключем до дешевого водню

Учені з Ульсанського національного інституту науки та технологій (UNIST, Південна Корея) представили інноваційний процес отримання 100% чистого водню з аміаку за низьких температур.

Розробка може стати проривом для глобальної водневої економіки, значно зменшуючи енергоспоживання та собівартість виробництва.

Дослідники вперше досягли розкладання аміаку з утворенням чистого водню при температурі лише 50 °C, тоді як традиційні методи потребують від 400 до 600 °C та складних етапів очищення. Основою технології став механохімічний процес у герметичному кульовому млині, де газоподібний аміак реагує з тонко подрібненим кремнієм. Механічні удари активують кремній, який розкладає аміак, виділяючи водень і фіксуючи азот у вигляді твердого нітриду кремнію (Si₃N₄).

Самоочисний механізм усуває потребу в додаткових стадіях розділення газів, дозволяючи отримувати H₂ найвищої чистоти. Швидкість генерації водню становила 102,5 ммоль на годину, що є рекордним показником для таких умов.

Особливої уваги заслуговує екологічний аспект: процес однаково ефективно працює з кремнієм, отриманим із відпрацьованих сонячних панелей. Це відкриває можливість повторного використання відходів фотоелектричної галузі, яких до 2050 року може накопичитися понад 80 мільйонів тонн.

Крім того, побічний продукт — нітрид кремнію — виявився корисним у виробництві літій-іонних акумуляторів, демонструючи збереження понад 80% ємності після 1000 циклів заряджання.

Як зазначив професор Чон-Бом Бек, нова технологія «усуває давню проблему очищення водню при переробці аміаку» і може стати основою для дешевої та сталої водневої енергетики.

Результати дослідження опубліковано в журналі American Chemical Society.