Vedyn tuotanto merivedestä

Merivedestä, joka muodostaa yli 95 % maapallon vedestä, voisi tulla keskeinen resurssi puhtaan vetypolttoaineen kestävässä tuotannossa, kun käytetään KAUSTin johtaman tiimin kehittämiä vettä hajottavia katalyyttejä.

Veden jakaminen voisi tarjota houkuttelevan tavan hiilineutraaliuteen, varsinkin kun se yhdistetään uusiutuviin energialähteisiin, kuten aurinko- ja tuulivoimaan. Veden jakaminen sisältää veden hajoamisen sähkökemiallisessa kennossa vedyn tuottamiseksi katodilla samalla kun tuotetaan happea anodilla jännitteellä. Kuitenkin vedyn ja hapen kehityskatalyytit, jotka toimivat hyvin makeassa vedessä, heikkenevät merivedessä runsaiden ionien vuoksi, jotka voivat edistää ei-toivottuja reaktioita ja myrkkykatalyyttejä.

Meriveden erittäin syövyttävät kloridi-ionit käyvät läpi monimutkaisia ​​reaktioita, jotka kilpailevat hapen kehittymisen kanssa ja muodostavat haitallisia yhdisteitä, kuten hypokloriittia. Koska vedyn tuotanto riippuu stabiileista ja tehokkaista reaktioista molemmissa elektrodeissa, nämä ionit ovat suuri haaste meriveden halkeamiselle.

Kemisti selittää, että hypokloriittia voi muodostua, koska se vaatii alhaisemman käyttöjännitteen täyttääkseen teollisuuden tarpeet kuin hapen kehittymisreaktio.

Yksi tapa ratkaista tämä ongelma on suunnitella selektiivisiä anodikatalyyttejä, joilla on alhaisemmat jännitevaatimukset. Nikkeli-iridium yksikerroksinen anodikatalyytti osoitti parannettua suorituskykyä ja vakautta merivedessä sen metallikomponenttien välisten synergististen vaikutusten ansiosta.

Tiimi kehitti lähestymistavan, joka tarjoaa erittäin tehokkaita ja vakaita vetykehityselektrokatalyyttejä meriveden jakamiseen. Tutkijat loivat pieniä kuutioreaktoreita, joissa katalyytti oli koteloitu molybdeenisulfidin suojaavaan kuoreen. Katalysaattoriydin koostui hiilituetellusta molybdeenipohjaisesta redox-aktiivisesta yhdisteestä ja siinä oli zeoliittimaisesti järjestetty nanohuokoinen rakenne.
Metalli-orgaaniseen runkoon perustuvaa lähestymistapaa käyttämällä tutkijat yhdistivät metallikompleksien esiasteita linkkeri-imidatsoliin pinta-aktiivisen aineen läsnä ollessa zeoliittimaisten sinkki-molybdeenikuutioiden muodostamiseksi. He sekoittivat saadut rakenteet tioasetamidin kanssa etanolissa palautusjäähdyttäen muodostaen kuutioisen molybdeenioksidifaasin, joka oli suljettu ohueen sinkkisulfidikuoreen.

Seuraavaksi he muuttivat kuutiofaasin kemiallisesti halutuksi molybdeenisulfidiin kapseloiduksi redox-aktiiviseksi yhdisteeksi korkeassa lämpötilassa ennen kuin etsasivat selektiivisesti sinkkisulfidin ulkokerroksen nanoreaktorien tuottamiseksi.

Nanoreaktorit osoittivat korkeaa elektrokatalyyttistä aktiivisuutta ja stabiilisuutta sekä makeassa vedessä että merivedessä. "Huomattava aktiivisuus ja vakaus johtuu niiden ainutlaatuisesta rakenteesta."

Ytimessä oli useita aktiivisia kohtia, jotka lisäsivät vedyn tuotantoa, ja kuoressa oli useita puutteita kerroksissaan, erityisesti subnanometrin kokoisia reikiä, jotka mahdollistivat vesimolekyylien tunkeutumisen ja pääsyn sisäisiin aktiivisiin kohtiin.

Toimiessaan ketjupostina kuori myös esti ja esti suolojen kerääntymisen aktiivisiin kohtiin.
Nanoreaktorin hierarkkinen arkkitehtuuri eristää elektrolyysin sivureaktioista. "Samoin kuin älykkäässä talossa, pääreaktio tapahtuu huoneissa, kun taas sivureaktiot tapahtuvat takapihalla."

Usko tai älä, merivesi on erinomainen pohja polttoaineelle. Tämä johtuu siitä, että merivesi sisältää cocktailin elementtejä, kuten vetyä, happea, natriumia ja muita, jotka kaikki ovat välttämättömiä elämälle maapallolla. Polttoaineosa tulee merivedestä löytyvästä vedystä. Valitettavasti vetykaasun vetäminen muista elementeistä on ollut melkoinen haaste, ainakin tähän asti.

Laite valmistaa merivesipolttoainetta ruiskuttamalla merivettä suppilojärjestelmään, joka ajaa sen kaksoiskalvosuodatusjärjestelmän läpi. Tämä järjestelmä käyttää myös sähköä vetyn vetämiseen onnistuneesti merivedestä erottaen sen tehokkaasti muista valtamerissämme olevista alkuaineista. Tämän uuden tutkimuksen tulokset osoittavat, että se voi auttaa edistämään uusia pyrkimyksiä tuottaa vähähiilisiä polttoaineita.

Suuri voitto tässä oli, että järjestelmä ei luonut joukkoa haitallisia sivutuotteita, mikä on jotain, mitä he ovat nähneet muissa järjestelmissä. Suurin osa nykyisistä vesi-vetyjärjestelmistä käyttää yksikerroksista kalvoa. Tällä kertaa tutkijat toivat kuitenkin kaksi kerrosta yhteen, ja se osoitti paremman tavan hallita tapaa, jolla meriveden ionit liikkuivat kokeessa, mikä teki siitä tehokkaamman.

Mahdollisuus luoda vetypolttoainetta merivedestä olisi hyödyllistä, koska se on vähähiilinen polttoaine, jota käytetään tällä hetkellä polttokenno-sähköajoneuvojen ajoon, ja se toimii jopa energiaverkkojen pitkäaikaisena varastointivaihtoehtona. Aiemmat yritykset valmistaa vetykaasua vaativat makeaa tai suolatonta vettä, ja vaikka olemme nähneet onnistuneita veden suolanpoistojärjestelmiä, se on paljon kalliimpaa ja energiaintensiivisempää.
Tämä johtuu siitä, että veden puhdistaminen ennen sen käyttöä vaatii kalliita järjestelmiä sekä energiaa ja jopa lisää monimutkaisuutta laitteeseen, kun taas laite, joka voi käyttää merivettä vetypolttoaineen tuottamiseen, ei vaadi näitä ylimääräisiä osia.

Vedyn tuottaminen merivedestä kuulostaa unelmien täyttymykseltä!
Se on runsas, ilmainen ja helppo.
Merivesi on lähes rajaton raaka-ainelähde, eikä täällä ole ketään laskuttamassa. Kuka tahansa voi saada ämpärin täyteen sitä ilmaiseksi.
Alan avaintoimijoiden on pakko rakastua ideaan.
Vedyn uuttamisprosessi on helppo. Merivesi sisältää suuren määrän liuennutta vetykaasua. Sen poistaminen vaatii yksinkertaisen elektrolyysin – teimme sen jopa teini-ikäisinä fysiikan luokassa!

Näin se toimii
Se on luonnollista, säilytettävää ja turvallista
Merivettä pidetään uusiutuvana energialähteenä, joka voisi auttaa vähentämään riippuvuuttamme fossiilisesta energiasta. Ja louhintaprosessi ei tuota hiilidioksidipäästöjä.

Vetyä voidaan varastoida
Varastoitua vetyä voidaan käyttää sähkön tuottamiseen tai ajoneuvojen tehostamiseen juuri silloin, kun sitä tarvitaan.
Se kompensoi muiden uusiutuvien energialähteiden katkokset – sateiset tai tuulettomat päivät. Se sopii täydellisesti alueille, joilla on pääsy suuriin merivesistöihin, mutta joilla on vähän tavanomaisia ​​energiavaroja.
Se voi auttaa vähentämään ilmaston lämpenemistä, varmistamaan energiavarmuuden ja suojelemaan ympäristöä.

Helppoa, todellakin
Prosessi on energiaintensiivinen: vedyn erottaminen merivedestä vaatii paljon energiaa ja kokonaishyötysuhde on melko alhainen.
Tuotanto on kallista: Infrastruktuurin rakentaminen vaatii erittäin suuria alkuinvestointeja. Huolto on myös tärkeää, sillä meriveden suolapitoisuus voi aiheuttaa korroosiota ja muita teknisiä ongelmia.
Sijainnit ovat harvinaisia: Näissä kohteissa on otettava huomioon veden syvyys ja laatu sekä energialähteiden läheisyys. Kaikki alueet eivät sovellu vedyn tuotantoon merivedestä!
Ja lopuksi, se ei ole niin turvallista kuin luulisi!

Prosessi vapauttaa kloorikaasua.
Tämä kaasu yhdistyy muihin luonnon alkuaineisiin ja muodostaa dioksiineja, jotka saastuttavat vettä, saastuttavat kaloja ja siirtyvät ihmisiin ja suurempiin eläimiin, jotka syövät kaloja.

Haluatko esimerkkejä Se yhdistää
Water =>suolahappo, akuutti myrkyllinen vaikutus kaikkiin elämänmuotoihin.
Hydrogen =>kloorivetykaasu, erittäin räjähtävä yhdiste
Asetyleeni, kaasu, jota jotkin meren eliöt, kuten bakteerit ja tietyt levälajit, voivat tuottaa. Se yhdistyy dikloorietaaniksi, erittäin räjähdysherkäksi yhdisteeksi.

Eetteriä, pieniä määriä tietyissä levälajeissa. Se yhdistyy klooriasetaldehydiksi, joka on erittäin myrkyllinen, syöpää aiheuttava yhdiste.
Ammoniakki, jota yleisesti tuottavat meren eliöt. Se yhdistyy kloramiineiksi, jotka ovat erittäin myrkyllisiä hengitysteitä ärsyttäviä aineita.
Lupaava innovaatio, joka voi mullistaa puhtaan energian alan
Vedyn tuotanto merivedestä voisi vaikuttaa merkittävästi ja auttaa torjumaan ilmaston lämpenemistä kestävämmällä tavalla.
Sillä on myös potentiaalia vähentää riippuvuuttamme fossiilisista polttoaineista ja siirtyä kohti puhtaampaa, kestävämpää ja edullisempaa tulevaisuutta.
Näiden lupausten ansiosta on aivan liian helppoa sivuuttaa monet haasteet ja riskit.
Tämä on vetoomukseni talouden ja energian avaintoimijoille: Vedetään syvään henkeä, istutaan alas ja mietitään sitä hetki.

Tutkijat sanoivat lehdistötiedotteessa, että meriveden kanssa työskenteleminen olisi taloudellisempi vaihtoehto, koska veden puhdistaminen on kallista, energiaintensiivistä ja monimutkaistaa laitteita. Lisäksi luonnollinen makea vesi sisältää epäpuhtauksia, jotka ovat ongelmallisia nykyteknologialle, sen lisäksi, että se on rajallinen luonnonvara planeetalla.
Merivesi-vetykalvojärjestelmän kehittämisen lisäksi tutkimusryhmä totesi, että tutkimus oli tarjonnut paremman yleiskäsityksen merivesi-ionien liikkumisesta kalvojen läpi. Tätä tietoa voitaisiin soveltaa muilla aloilla, kuten happikaasun tuotannossa.
Lisäksi he sanoivat, että ionivirran ja konversion ymmärtäminen bipolaarisessa kalvojärjestelmässä on olennaista pyrkimyksissä tuottaa happea elektrolyysin kautta, ja ryhmä osoitti, että bipolaarinen kalvo voi tuottaa happikaasua yhdessä vedyn tuottamisen kanssa kokeessaan.
Tiimi pyrkii parantamaan elektrodeja ja kalvoja käyttämällä helpommin saatavilla olevia ja helpommin erotettavia materiaaleja. Tämä suunnittelun parannus voisi tehdä elektrolyysijärjestelmän skaalaamisesta sellaiseen kokoon, joka on tarpeen vedyn tuottamiseksi energiaintensiivisiä toimintoja, kuten kuljetusta varten, paljon yksinkertaisempaa.

Tuotteita myydään kaikilla Kiinan alueilla ja viedään maihin ympäri maailmaa. Niitä on myyty yli 20 maassa ja alueella, mukaan lukien Yhdysvallat, Saksa, Marokko, Kenia, Saudi-Arabia, Vietnam, Algeria, Intia, Tansania ja Taiwan. Onnistuneesti toimitettuja tunnettuja yrityksiä, kuten China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group ja muut tunnetut yritykset. On monia vihreitä vetyvetyhydrausasemia, kuten Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming jne. tarjoavat vihreitä ja vetyä tuottavia projekteja.