Marakvo estas unu el la plej abundaj rimedoj sur la tero, ofertante promeson kaj kiel fonto de hidrogeno - dezirinda kiel fonto de pura energio - kaj de trinkakvo en aridaj klimatoj. Sed eĉ kiam akvodisiga teknologioj kapablaj produkti hidrogenon el dolĉakvo fariĝis pli efikaj, marakvo restis defio.

Esploristoj de la Universitato de Houston raportis signifan sukceson kun nova oksigena evolua reagkatalizilo, kiu, kombinita kun hidrogena evolua reagkatalizilo, atingis nunajn densecojn kapablajn subteni industriajn postulojn dum bezonado de relative malalta tensio por komenci marakvan elektrolizon.

Esploristoj diras, ke la aparato, kunmetita de nekostaj ne-noblaj metalaj nitruroj, sukcesas eviti multajn el la obstakloj, kiuj limigis pli fruajn provojn malmultekoste produkti hidrogenon aŭ sekuran trinkakvon el marakvo. La laboro estas priskribita en Nature Communications.

Zhifeng Ren, direktoro de la Teksasa Centro por Superkonduktiveco ĉe UH kaj responda aŭtoro de la artikolo, diris, ke grava malhelpo estis la manko de katalizilo, kiu povas efike disfendi marakvon por produkti hidrogenon sen ankaŭ liberigi jonojn de natrio, kloro, kalcio. kaj aliaj komponentoj de marakvo, kiu post kiam liberigita povas decidi sur la katalizilo kaj igi ĝin neaktiva. Klorjonoj estas aparte problemaj, delvis ĉar kloro postulas nur iomete pli altan tension por liberigi ol necesas por liberigi hidrogenon.

La esploristoj testis la katalizilojn per marakvo ĉerpita de Galveston Bay ĉe la Teksasa marbordo. Ren, Profesoro pri Fiziko de MD Anderson ĉe UH, diris, ke ĝi ankaŭ funkcios kun kloakaĵo, provizante alian fonton de hidrogeno el akvo, kiu estas alie neuzebla sen multekosta traktado.

"Plej multaj homoj uzas puran dolĉakvon por produkti hidrogenon per akvodividado," li diris. "Sed la havebleco de pura dolĉakvo estas limigita."

Por trakti la defiojn, la esploristoj dizajnis kaj sintezis tridimensian kern-ŝelan oksigenan evoluan reakciilon uzante transirmetal-nitruron, kun nanopartikloj faritaj el nikle-fer-nitruro-kunmetaĵo kaj nikle-molibden-nitruro-nanorods sur pora nikla ŝaŭmo.

Unua aŭtoro Luo Yu, postdoktoriĝa esploristo ĉe UH, kiu ankaŭ estas aligita al Centra Ĉina Normala Universitato, diris, ke la nova oksigen-evolua reagkatalizilo estis parigita kun antaŭe raportita hidrogen-evolua reagkatalizilo de nikle-molibden-nitruraj nanoroj.

La kataliziloj estis integritaj en du-elektrodan alkala elektrolizilo, kiu povas esti funkciigita per rubvarmo per termoelektra aparato aŭ per AA-baterio.

Ĉeltensioj postulataj por produkti kurentdensecon de 100 miliamperoj je kvadrata centimetro (kvanto de nuna denseco, aŭ mA cm-2) intervalis de 1.564 V ĝis 1.581 V.

La tensio estas signifa, Yu diris, ĉar dum tensio de almenaŭ 1.23 V necesas por produkti hidrogenon, kloro estas produktita ĉe tensio de 1.73 V, tio signifas, ke la aparato devis povi produkti signifajn nivelojn de kurenta denseco kun tensio. inter la du niveloj.

Aldone al Ren kaj Yu, esploristoj en la papero inkludas Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao kaj Shuo Chen, ĉio el UH; kaj Ying Yu de Centra Ĉina Normala Universitato.

Ricevu la plej novajn sciencajn novaĵojn per la senpagaj retpoŝtaj informiloj de ScienceDaily, ĝisdatigitaj ĉiutage kaj ĉiusemajne. Aŭ rigardu ĉiuhore ĝisdatigitajn novaĵojn en via RSS-leganto:

Diru al ni, kion vi pensas pri ScienceDaily — ni bonvenigas ambaŭ pozitivajn kaj negativajn komentojn. Ĉu vi havas problemojn uzante la retejon? Ĉu demandoj?