समुद्री जल पृथ्वी पर सबसे प्रचुर संसाधनों में से एक है, जो हाइड्रोजन के स्रोत के रूप में - स्वच्छ ऊर्जा के स्रोत के रूप में वांछनीय - और शुष्क जलवायु में पीने के पानी के रूप में वादा करता है। लेकिन भले ही मीठे पानी से हाइड्रोजन का उत्पादन करने में सक्षम जल-विभाजन प्रौद्योगिकियां अधिक प्रभावी हो गई हैं, समुद्री जल एक चुनौती बना हुआ है।

ह्यूस्टन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक नए ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया उत्प्रेरक के साथ एक महत्वपूर्ण सफलता की सूचना दी है, जो हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया उत्प्रेरक के साथ मिलकर, समुद्री जल इलेक्ट्रोलिसिस शुरू करने के लिए अपेक्षाकृत कम वोल्टेज की आवश्यकता होने पर औद्योगिक मांगों का समर्थन करने में सक्षम वर्तमान घनत्व प्राप्त करता है।

शोधकर्ताओं का कहना है कि सस्ते गैर-उत्कृष्ट धातु नाइट्राइड से बना यह उपकरण उन कई बाधाओं से बचने में कामयाब होता है, जिनके कारण समुद्री जल से सस्ते में हाइड्रोजन या सुरक्षित पेयजल का उत्पादन करने के पहले के प्रयास सीमित हो गए थे। कार्य का वर्णन नेचर कम्युनिकेशंस में किया गया है।

यूएच में टेक्सास सेंटर फॉर सुपरकंडक्टिविटी के निदेशक और पेपर के संबंधित लेखक ज़ीफेंग रेन ने कहा कि एक बड़ी बाधा एक उत्प्रेरक की कमी है जो सोडियम, क्लोरीन, कैल्शियम के मुक्त आयनों को स्थापित किए बिना हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए समुद्री जल को प्रभावी ढंग से विभाजित कर सकता है। और समुद्री जल के अन्य घटक, जो एक बार मुक्त होने पर उत्प्रेरक पर जमा हो सकते हैं और इसे निष्क्रिय कर सकते हैं। क्लोरीन आयन विशेष रूप से समस्याग्रस्त हैं, क्योंकि क्लोरीन को हाइड्रोजन मुक्त करने के लिए आवश्यक वोल्टेज से थोड़ा अधिक वोल्टेज की आवश्यकता होती है।

शोधकर्ताओं ने टेक्सास तट से दूर गैलवेस्टन खाड़ी से खींचे गए समुद्री जल से उत्प्रेरक का परीक्षण किया। यूएच में भौतिकी के एमडी एंडरसन चेयर प्रोफेसर रेन ने कहा कि यह अपशिष्ट जल के साथ भी काम करेगा, पानी से हाइड्रोजन का एक और स्रोत प्रदान करेगा जो अन्यथा महंगे उपचार के बिना अनुपयोगी है।

उन्होंने कहा, "ज्यादातर लोग पानी को विभाजित करके हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए स्वच्छ मीठे पानी का उपयोग करते हैं।" "लेकिन स्वच्छ मीठे पानी की उपलब्धता सीमित है।"

चुनौतियों का समाधान करने के लिए, शोधकर्ताओं ने निकल-आयरन-नाइट्राइड यौगिक से बने नैनोकणों और झरझरा निकल फोम पर निकल-मोलिब्डेनम-नाइट्राइड नैनोरोड्स के साथ संक्रमण धातु-नाइट्राइड का उपयोग करके एक त्रि-आयामी कोर-शेल ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया उत्प्रेरक को डिजाइन और संश्लेषित किया।

पहले लेखक लुओ यू, यूएच में एक पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता, जो सेंट्रल चाइना नॉर्मल यूनिवर्सिटी से भी संबद्ध हैं, ने कहा कि नए ऑक्सीजन विकास प्रतिक्रिया उत्प्रेरक को निकल-मोलिब्डेनम-नाइट्राइड नैनोरोड्स के पहले रिपोर्ट किए गए हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया उत्प्रेरक के साथ जोड़ा गया था।

उत्प्रेरकों को दो-इलेक्ट्रोड क्षारीय इलेक्ट्रोलाइज़र में एकीकृत किया गया था, जिसे थर्मोइलेक्ट्रिक डिवाइस या एए बैटरी के माध्यम से अपशिष्ट गर्मी द्वारा संचालित किया जा सकता है।

100 मिलीमीटर प्रति वर्ग सेंटीमीटर (वर्तमान घनत्व का एक माप, या एमए सेमी-2) का वर्तमान घनत्व उत्पन्न करने के लिए आवश्यक सेल वोल्टेज 1.564 वी से 1.581 वी तक होता है।

वोल्टेज महत्वपूर्ण है, यू ने कहा, क्योंकि जहां हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए कम से कम 1.23 वी के वोल्टेज की आवश्यकता होती है, वहीं क्लोरीन का उत्पादन 1.73 वी के वोल्टेज पर होता है, जिसका अर्थ है कि डिवाइस को वोल्टेज के साथ वर्तमान घनत्व के सार्थक स्तर का उत्पादन करने में सक्षम होना चाहिए। दो स्तरों के बीच.

रेन और यू के अलावा, पेपर के शोधकर्ताओं में किंग झू, शाओवेई सॉन्ग, ब्रायन मैकलेनी, देझी वांग, चुनझेंग वू, झाओजुन किन, जिमिंग बाओ और शुओ चेन, सभी यूएच शामिल हैं; और सेंट्रल चाइना नॉर्मल यूनिवर्सिटी के यिंग यू।

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