ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ
Фотокаталитическое разложение воды с использованием энергии солнца
На рис. 8.14 показана интегральная функция распределения ергии в солнечном спектре. Из графика видно, что около 22 % энергии соляного излучения приходится на фотоны с энергией более 2,51 эВ, т. е. выше го порога, который необходим для разложения молекулы воды. Однако, как (ы то показано в предыдущем параграфе, без использования катализатора для if гуска реакции необходимо, чтобы энергия фотонов превышала 5,15 эВ. Таким
образом, практическое применение фотолитического метода получения водорс зависит от развития соответствующих катализаторов.
|
(66 > (6’> |
Например, катализатор X может окисляться в воде под воздействием светг
|
(6S |
х+ + - н, о-> Х + Н+ + -02, 2 2 4 2
Н+ + ОН“ ->н2о.
Пороговое значение энергии для этой реакции равно 3,8 эВ, что гіесколь-J ко меньше 5,15 эВ, необходимых при отсутствии катализатора. В реакции б>- дет использовано только 3 % энергии солнечного излучения, причем бол шая часть этой энергии будет потеряна в обратной реакции Н+ +ОН - —» Н;0
|
к S X |
|
U |
|
° Е X р В « ° 2 * F СП CO £ ^ с о О |
|
Энергия фотона, эВ |
|
Рис. 8.14. Интегральная функция распределения энергии в спектре солнечного ни лучения |
Действительно, в наземных установках можно использовать менее 3 % знері т солнечного излучения, так как энергия высокочастотной составляющей спектру излучения поглощается в атмосфере.
Более предпочтительной является реакция, в которой происходит восстановление катализатора Y:
Y + Н20 Y" + Н+ + ОН, (6*1
Y - + H20-> Y + OH'+|h2, (70)
ОН + Н+ Н20, (71)
-ОН+ - ОН -» - Н,0+ -02. (72)
2 2 2 2 4 2
В реакции третьего типа отсутствуют промежуточные частицы, которые могли бы привести к протеканию обратной реакции:
Z + H20->Z0 + H2, (73)
Z0->Z + -0. (74)
2
Энергетический барьер для этой реакции равен 2,9 эВ. а значит, для ее осуществления можно использовать 13 % энергии солнечного излучения. Однако возможность практической реализации такой реакции точно не определена.
