Mae dŵr môr yn un o'r adnoddau mwyaf helaeth ar y ddaear, gan gynnig addewid fel ffynhonnell hydrogen - dymunol fel ffynhonnell ynni glân - a dŵr yfed mewn hinsoddau cras. Ond hyd yn oed wrth i dechnolegau hollti dŵr sy'n gallu cynhyrchu hydrogen o ddŵr croyw ddod yn fwy effeithiol, mae dŵr môr wedi parhau i fod yn her.

Mae ymchwilwyr o Brifysgol Houston wedi adrodd am ddatblygiad sylweddol gyda chatalydd adwaith esblygiad ocsigen newydd sydd, ynghyd â chatalydd adwaith esblygiad hydrogen, wedi cyflawni dwyseddau cyfredol sy'n gallu cefnogi gofynion diwydiannol tra'n gofyn am foltedd cymharol isel i ddechrau electrolysis dŵr môr.

Dywed ymchwilwyr fod y ddyfais, sy'n cynnwys nitridau metel an-nobl rhad, yn llwyddo i osgoi llawer o'r rhwystrau sydd wedi cyfyngu ar ymdrechion cynharach i gynhyrchu hydrogen yn rhad neu ddŵr yfed diogel o ddŵr môr. Disgrifir y gwaith yn Nature Communications.

Dywedodd Zhifeng Ren, cyfarwyddwr Canolfan Uwchddargludedd Texas yn UH ac awdur cyfatebol ar gyfer y papur, mai rhwystr mawr fu diffyg catalydd a all hollti dŵr môr yn effeithiol i gynhyrchu hydrogen heb hefyd osod ïonau am ddim o sodiwm, clorin, calsiwm. a chydrannau eraill o ddŵr môr, a all unwaith ei ryddhau setlo ar y catalydd a'i wneud yn anactif. Mae ïonau clorin yn arbennig o broblemus, yn rhannol oherwydd bod clorin angen foltedd ychydig yn uwch i ryddhad nag sydd ei angen i ryddhau hydrogen.

Profodd yr ymchwilwyr y catalyddion â dŵr môr a dynnwyd o Fae Galveston oddi ar arfordir Texas. Dywedodd Ren, Cadeirydd MD Anderson Athro ffiseg yn UH, y byddai hefyd yn gweithio gyda dŵr gwastraff, gan ddarparu ffynhonnell arall o hydrogen o ddŵr na ellir ei ddefnyddio fel arall heb driniaeth gostus.

“Mae’r rhan fwyaf o bobl yn defnyddio dŵr croyw glân i gynhyrchu hydrogen trwy hollti dŵr,” meddai. “Ond mae argaeledd dŵr croyw glân yn gyfyngedig.”

Er mwyn mynd i'r afael â'r heriau, dyluniodd yr ymchwilwyr a syntheseiddio catalydd adwaith esblygiad ocsigen cragen-graidd tri dimensiwn gan ddefnyddio metel-nitrid trawsnewidiol, gyda nanoronynnau wedi'u gwneud o gyfansoddyn haearn-nitrid nicel a nanorodau nitrid nicl-molybdenwm ar ewyn nitrid mandyllog.

Dywedodd yr awdur cyntaf Luo Yu, ymchwilydd ôl-ddoethurol yn UH sydd hefyd yn gysylltiedig â Phrifysgol Normal Canol Tsieina, fod y catalydd adwaith esblygiad ocsigen newydd wedi'i baru â chatalydd adwaith esblygiad hydrogen a adroddwyd yn flaenorol o nanorodau nitrid nicl-molybdenwm.

Cafodd y catalyddion eu hintegreiddio i electrolyzer alcalïaidd dwy electrod, y gellir ei bweru gan wres gwastraff trwy ddyfais thermodrydanol neu gan fatri AA.

Roedd folteddau celloedd sydd eu hangen i gynhyrchu dwysedd cerrynt o 100 miliamper y centimedr sgwâr (mesur o ddwysedd cerrynt, neu mA cm-2) yn amrywio o 1.564 V i 1.581 V.

Mae'r foltedd yn sylweddol, meddai Yu, oherwydd er bod angen foltedd o 1.23 V o leiaf i gynhyrchu hydrogen, cynhyrchir clorin ar foltedd o 1.73 V, sy'n golygu bod yn rhaid i'r ddyfais allu cynhyrchu lefelau ystyrlon o ddwysedd cerrynt gyda foltedd rhwng y ddwy lefel.

Yn ogystal â Ren a Yu, mae ymchwilwyr ar y papur yn cynnwys Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao a Shuo Chen, pob un o UH; ac Ying Yu o Brifysgol Normal Canol Tsieina.

Sicrhewch y newyddion gwyddoniaeth diweddaraf gyda chylchlythyrau e-bost rhad ac am ddim ScienceDaily, sy'n cael eu diweddaru'n ddyddiol ac yn wythnosol. Neu edrychwch ar y newyddion diweddaraf bob awr yn eich darllenydd RSS:

Dywedwch wrthym beth yw eich barn am ScienceDaily - rydym yn croesawu sylwadau cadarnhaol a negyddol. Oes gennych chi unrhyw broblemau wrth ddefnyddio'r wefan? Cwestiynau?