Ученые из британского Ноттингемского университета предложили использовать процесс гидротермальной карбонизации сигаретных окурков для получения пористого угля, который впоследствии можно было бы использовать для хранения водорода на водородных электростанциях. Работа ученых опубликована в Energy & Environmental Science, а краткое ее изложение приводит Phys.org. По данным исследователей, уголь, полученный из сигаретных окурков, может вбирать в себя больше водорода, чем все до сих пор известные материалы.

Ежегодное потребление сигарет в мире составляет в среднем шесть триллионов штук. От выкуренных сигарет каждый год остаются в среднем 800 тысяч тонн окурков, которые постепенно загрязняют окружающую среду и замусоривают водоемы. Предложенный британскими учеными способ получения нового материала позволит решить одновременно две проблемы: загрязнения окружающей среды и эффективного хранения водорода. По мнению исследователей, с введением их технологии сигаретные окурки приобретут ценность, на них появится спрос и люди станут реже их выкидывать.

Для изготовления высокопористого угля британские исследователи предложили использовать фильтры из сигаретных окурков, которые должны подвергаться гидротермальной карбонизации. Так называется процесс преобразования вещества с обогащением его углеродом в присутствии водяных паров и при высокой температуре. Согласно исследованию Ноттингемского университета, в результате гидротермальной карбонизации окурков получается активированный уголь, имеющий крайне пористую структуру и большую площадь поверхности.

Объем пор в полученном веществе составляет 2,09 кубических сантиметра на грамм в минус первой степени, а площадь поверхности активированного угля из сигаретных окурков — 4300 квадратных метров на грамм в минус первой степени. В целом поры составляют более 90 процентов объема активированного угля из окурков. Полученное вещество способно вбирать в себя до 9,4 весового процента при температуре минус 196 градусов Цельсия и давлении 20 бар, до 10,4 весового процента при давлении 30 бар и до 11,2 весового процента при 40 бар.

До сих пор одним из наиболее подходящих для хранения водорода материалов считался гидрид магния. Это вещество получается при реакции магния с водородом при температуре около 570 градусов Цельсия и давлении около 200 бар. Теоретически в результате такой реакции магний может вбирать до 7,6 весового процента водорода, однако практические результаты до сих пор оказывались несколько меньше. Меньшая, по сравнению с расчетной, вбираемость водорода магнием связана с окислением этого металла.

Водород сегодня все чаще рассматривается в качестве экологичного источника энергии, который можно использовать для питания водородных топливных элементов автомобилей, трамваев и поездов. В середине июля текущего года стало известно, что американская электростанция Sheldon в Небраске, до 1970-х годов проработавшая на атомном реакторе, будет переделана на сжигание газа для выработки электричества. В качестве топлива в электростанции будет использоваться водород. Благодаря такой переделке местные власти рассчитывают сделать электростанцию более экологичной.

Электростанцию Sheldon построили в 1958–1963 годах. Она состоит из двух очередей. До 1968 года электростанция работала на атомном реакторе, после чего ее постепенно перевели на сжигание газа. В 1974 году электростанцию снова переделали, доработав ее под сжигание каменного угля с пониженным содержанием серы. В таком виде она работает до сих пор. Мощность первой очереди электростанции Sheldon составляет 105 мегаватт, а второй — 120 мегаватт.

Согласно планам местных властей, переделке под работу на водороде будет подвергнута вторая очередь электростанции. После завершения работ Sheldon станет крупнейшей в США электростанцией, работающей на водороде. В ближайшее время планируется начать подготовку второй очереди электростанции к переделке. Саму конвертацию планируется завершить к 2020 году. В результате конвертации, как ожидается, станция станет экологичной — в настоящее время при сжигании угля второй очередью станции Sheldon выбрасывается около одного миллиона тонн углекислого газа в год.

Между тем голландский стартап Crowded Cities предложил использовать ворон и воронов для сбора окурков. Разработчики создали специальную кормушку Crowbar, состоящую из видеокамеры, столика и резервуара с лакомствами. Если ворон или ворона бросит в кормушку окурок, она автоматически в обмен выдаст птице еду. Голландских разработчиков вдохновил американский изобретатель Джошуа Кляйн, который научил ворон менять найденные монеты на еду.

Автор: Василий Сычёв