Seewater is een van die volopste hulpbronne op aarde, wat belofte bied as 'n bron van waterstof - wenslik as 'n bron van skoon energie - en as drinkwater in droë klimate. Maar selfs al het watersplitsingstegnologieë wat in staat is om waterstof uit varswater te vervaardig meer doeltreffend geword, het seewater 'n uitdaging gebly.

Navorsers van die Universiteit van Houston het 'n beduidende deurbraak gerapporteer met 'n nuwe suurstof-evolusie-reaksie-katalisator wat, gekombineer met 'n waterstof-evolusie-reaksie-katalisator, stroomdigthede bereik het wat in staat is om industriële eise te ondersteun terwyl dit relatief lae spanning benodig om seewaterelektrolise te begin.

Navorsers sê die toestel, wat uit goedkoop nie-edelmetaalnitriede bestaan, slaag daarin om baie van die struikelblokke te vermy wat vroeëre pogings om goedkoop waterstof of veilige drinkwater uit seewater te produseer, beperk het. Die werk word in Nature Communications beskryf.

Zhifeng Ren, direkteur van die Texas Centre for Superconductivity by UH en 'n ooreenstemmende skrywer vir die koerant, het gesê 'n groot struikelblok was die gebrek aan 'n katalisator wat seewater effektief kan verdeel om waterstof te produseer sonder om ook vry ione van natrium, chloor, kalsium en ander komponente van seewater, wat sodra dit bevry is, kan op die katalisator neerslaan en dit onaktief maak. Chloorione is veral problematies, deels omdat chloor net effens hoër spanning benodig om vry te maak as wat nodig is om waterstof vry te maak.

Die navorsers het die katalisators getoets met seewater wat uit Galvestonbaai aan die Texas-kus getrek is. Ren, MD Anderson-voorsitter Professor in fisika aan UH, het gesê dit sal ook met afvalwater werk, wat 'n ander bron van waterstof uit water verskaf wat andersins onbruikbaar is sonder duur behandeling.

"Die meeste mense gebruik skoon varswater om waterstof te produseer deur water te verdeel," het hy gesê. “Maar die beskikbaarheid van skoon varswater is beperk.”

Om die uitdagings aan te spreek, het die navorsers 'n drie-dimensionele kern-dop suurstof evolusie reaksie katalisator ontwerp en gesintetiseer met behulp van oorgangsmetaal-nitried, met nanopartikels gemaak van 'n nikkel-yster-nitried verbinding en nikkel-molibdeen-nitried nanorods op poreuse nikkel skuim.

Eerste skrywer Luo Yu, 'n postdoktorale navorser by UH wat ook verbonde is aan die Sentrale China Normale Universiteit, het gesê die nuwe suurstof-evolusie-reaksie-katalisator is gepaard met 'n voorheen gerapporteerde waterstof-evolusie-reaksie-katalisator van nikkel-molibdeen-nitried nanorods.

Die katalisators is geïntegreer in 'n twee-elektrode alkaliese elektroliseerder, wat deur afvalhitte via 'n termo-elektriese toestel of deur 'n AA-battery aangedryf kan word.

Selspannings wat nodig is om 'n stroomdigtheid van 100 milliampere per vierkante sentimeter te produseer ('n maatstaf van stroomdigtheid, of mA cm-2) het gewissel van 1,564 V tot 1,581 V.

Die spanning is betekenisvol, het Yu gesê, want hoewel 'n spanning van minstens 1,23 V nodig is om waterstof te produseer, word chloor teen 'n spanning van 1,73 V geproduseer, wat beteken dat die toestel betekenisvolle vlakke van stroomdigtheid met 'n spanning moes produseer tussen die twee vlakke.

Benewens Ren en Yu, sluit navorsers op die referaat Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao en Shuo Chen, almal van UH; en Ying Yu van Sentraal-China Normal University.

Kry die jongste wetenskapnuus met ScienceDaily se gratis e-posnuusbriewe, wat daagliks en weekliks opgedateer word. Of bekyk uurlikse opgedateerde nuusvoere in jou RSS-leser:

Vertel ons wat jy van ScienceDaily dink - ons verwelkom beide positiewe en negatiewe kommentaar. Het u enige probleme met die gebruik van die webwerf? Vrae?