Инженеры долго бились над тем, чтобы наладить получение водорода с помощью электролиза, но так и не смогли устранить серьезные изъяны этого метода. Возможно, человечеству и не нужен электролиз, потому что появился более изящный способ. Все, что нужно — это галлий, солнечный свет и морская вода.
Ученые задействовали необычные физикохимические свойства галлия. Этот металл сохраняет твердость и малую активность при комнатной температуре, но стоит его нагреть примерно до температуры человеческого тела, как он плавится, и при этом на его поверхности начинается быстрый процесс окисления.
В эксперименте исследователи создали эмульсию из морской воды и мелких капель галлия и подвергли ее действию солнечного света. Возникала реакция образования оксигидроксида галлия с выделением водорода. Затем оксигидроксид снова восстановили до галлия, получив циклический процесс.
«Зеленый» водород ранее пробовали получать разными способами, включая электролиз, фотокатализ и пиролиз. Все они хорошо работают только с высокоочищенной пресной водой, и в этом их большое ограничение. Зачастую водород нужен промышленности там, где пресная вода в дефиците — на морском побережье, на островах или в пустынных районах Земли.
Галлий же до сих пор не рассматривали как материал для быстрого получения водорода при контакте с водой без затрат энергии. Авторы исследования считают это упущением, учитывая его достоинства — способность работать с водой любого качества и высокую эффективность.
Уже в первых экспериментах авторы достигли эффективности преобразования энергии 12,9%. Результатом они довольны: для сравнения, первые попытки получить водород методом электролиза показывали КПД около 6%, и лишь десятилетия спустя достигли 10% и более.