Ծովի ջուրը երկրի վրա ամենաառատ ռեսուրսներից մեկն է, որը խոստումնալից է և՛ որպես ջրածնի աղբյուր, որը ցանկալի է որպես մաքուր էներգիայի աղբյուր, և՛ չոր կլիմայական պայմաններում խմելու ջուր: Բայց նույնիսկ այն ժամանակ, երբ ջրի պառակտման տեխնոլոգիաները, որոնք կարող են քաղցրահամ ջրից ջրածին արտադրել, դարձել են ավելի արդյունավետ, ծովի ջուրը մնում է մարտահրավեր:

Հյուսթոնի համալսարանի հետազոտողները զեկուցել են թթվածնի էվոլյուցիոն ռեակցիայի նոր կատալիզատորի զգալի առաջընթացի մասին, որը ջրածնի էվոլյուցիոն ռեակցիայի կատալիզատորի հետ միասին հասել է ընթացիկ խտության, որը կարող է բավարարել արդյունաբերական պահանջները՝ միաժամանակ ծովի ջրի էլեկտրոլիզ սկսելու համար պահանջելով համեմատաբար ցածր լարում:

Հետազոտողները ասում են, որ սարքը, որը բաղկացած է էժան ոչ ազնիվ մետաղների նիտրիդներից, կարողանում է խուսափել բազմաթիվ խոչընդոտներից, որոնք սահմանափակել են ծովի ջրից ջրածին կամ անվտանգ խմելու ջուր արտադրելու ավելի վաղ փորձերը: Աշխատանքը նկարագրված է Nature Communications-ում:

UH-ի Տեխասի գերհաղորդականության կենտրոնի տնօրեն և հոդվածի համապատասխան հեղինակ Ժիֆենգ Ռենն ասում է, որ հիմնական խոչընդոտը կատալիզատորի բացակայությունն է, որը կարող է արդյունավետորեն բաժանել ծովի ջուրը և արտադրել ջրածին, առանց նատրիումի, քլորի և կալցիումի ազատ իոնների: և ծովի ջրի այլ բաղադրիչներ, որոնք ազատվելուց հետո կարող են նստել կատալիզատորի վրա և այն դարձնել ոչ ակտիվ: Քլորի իոնները հատկապես խնդրահարույց են, մասամբ այն պատճառով, որ քլորն ազատվելու համար պահանջում է մի փոքր ավելի բարձր լարում, քան անհրաժեշտ է ջրածնի ազատման համար:

Հետազոտողները փորձարկել են կատալիզատորները Տեխասի ափերի մոտ գտնվող Գալվեստոն ծովածոցից վերցված ծովի ջրով: Ռենը՝ UH-ի ֆիզիկայի ամբիոնի պրոֆեսոր Անդերսոնը, ասաց, որ այն նաև կաշխատի կեղտաջրերի հետ՝ ջրածնի ջրածնի մեկ այլ աղբյուր ապահովելով, որն այլապես անօգտագործելի է առանց ծախսատար մաքրման:

«Մարդկանց մեծամասնությունը մաքուր քաղցրահամ ջուր է օգտագործում ջրի պառակտման միջոցով ջրածին արտադրելու համար», - ասաց նա: «Բայց մաքուր քաղցրահամ ջրի առկայությունը սահմանափակ է»:

Մարտահրավերները լուծելու համար հետազոտողները նախագծել և սինթեզել են միջուկի թթվածնի էվոլյուցիայի ռեակցիայի եռաչափ կատալիզատոր՝ օգտագործելով անցումային մետաղ-նիտրիդ՝ նիկել-երկաթ-նիտրիդ միացությունից և նիկել-մոլիբդեն-նիտրիդ նանոմասնիկներով պատրաստված ծակոտկեն նիկելի փրփուրի վրա:

Առաջին հեղինակ Լուո Յուն՝ UH-ի հետդոկտորական գիտաշխատող, որը նաև կապված է Կենտրոնական Չինաստանի Նորմալ համալսարանի հետ, ասում է, որ թթվածնի էվոլյուցիայի ռեակցիայի նոր կատալիզատորը զուգակցվել է նախկինում հաղորդված ջրածնի էվոլյուցիայի ռեակցիայի կատալիզատորի հետ՝ նիկել-մոլիբդեն-նիտրիդ նանոսողերով:

Կատալիզատորները ինտեգրվել են երկու էլեկտրոդից բաղկացած ալկալային էլեկտրոլիզատորի մեջ, որը կարող է սնուցվել ջերմային էներգիայի միջոցով ջերմաէլեկտրական սարքի կամ AA մարտկոցի միջոցով:

Բջջային լարումները, որոնք անհրաժեշտ են մեկ քառակուսի սանտիմետրում 100 միլիամպեր հոսանքի խտություն ստեղծելու համար (հոսանքի խտության չափում կամ mA սմ-2) տատանվում էին 1,564 Վ-ից մինչև 1,581 Վ:

Լարումը նշանակալի է, ասում է Յուն, քանի որ մինչ ջրածնի արտադրության համար պահանջվում է առնվազն 1,23 Վ լարում, քլորն արտադրվում է 1,73 Վ լարման դեպքում, ինչը նշանակում է, որ սարքը պետք է կարողանար լարման միջոցով արտադրել հոսանքի խտության զգալի մակարդակ։ երկու մակարդակների միջև։

Բացի Ռենից և Յույից, թերթի հետազոտողները ներառում են Քինգ Չժուն, Շաոուեյ Սոնգը, Բրայան Մաքելնին, Դեժի Վանգը, Չունչժեն Վուն, Չժաոջուն Ցինը, Ջիմինգ Բաոն և Շուո Չենը, բոլորը UH-ից; և Կենտրոնական Չինաստանի նորմալ համալսարանի Յին Յուն:

Ստացեք գիտության վերջին նորությունները ScienceDaily-ի անվճար էլ. տեղեկագրերի միջոցով, որոնք թարմացվում են ամեն օր և շաբաթական: Կամ դիտեք ամենժամյա թարմացվող լուրերի հոսքերը ձեր RSS ընթերցողով.

Ասեք մեզ, թե ինչ եք մտածում ScienceDaily-ի մասին. մենք ողջունում ենք ինչպես դրական, այնպես էլ բացասական մեկնաբանությունները: Կայքն օգտագործելիս որևէ խնդիր ունե՞ք: Հարցե՞ր: