Sjór er ein af mestu auðlindum jarðar og gefur fyrirheit bæði sem uppspretta vetnis - æskilegt sem uppspretta hreinnar orku - og drykkjarvatns í þurru loftslagi. En jafnvel þar sem vatnsskiptingartækni sem getur framleitt vetni úr ferskvatni hefur orðið skilvirkari hefur sjór verið áskorun.

Vísindamenn frá háskólanum í Houston hafa greint frá verulegri byltingu með nýjum súrefnisþróunarhvarfahvata sem, ásamt vetnisþróunarhvarfahvata, náði straumþéttleika sem var fær um að standa undir kröfum iðnaðarins en krefst tiltölulega lágrar spennu til að hefja rafgreiningu sjávar.

Vísindamenn segja að tækið, sem er samsett úr ódýrum nítríðum sem ekki eru úr eðalmálmi, nái að forðast margar hindranir sem hafa takmarkað fyrri tilraunir til að framleiða vetni eða öruggt drykkjarvatn á ódýran hátt úr sjó. Verkinu er lýst í Nature Communications.

Zhifeng Ren, forstöðumaður Texas Center for Superconductivity við UH og samsvarandi höfundur blaðsins, sagði að mikil hindrun hafi verið skortur á hvata sem getur í raun klofið sjó til að framleiða vetni án þess að losa jónir af natríum, klór, kalsíum og aðrir þættir sjávar, sem þegar hafa losnað, geta sest á hvatann og gert hann óvirkan. Klórjónir eru sérstaklega erfiðar, að hluta til vegna þess að klór þarf aðeins hærri spennu til að losa en þarf til að losa vetni.

Vísindamennirnir prófuðu hvatana með sjó sem dreginn var frá Galveston-flóa undan Texas-ströndinni. Ren, MD Anderson formaður prófessor í eðlisfræði við UH, sagði að það myndi einnig vinna með frárennsli, veita aðra uppsprettu vetnis úr vatni sem annars er ónothæft án kostnaðarsamrar meðferðar.

„Flestir nota hreint ferskvatn til að framleiða vetni með því að kljúfa vatn,“ sagði hann. „En framboð á hreinu ferskvatni er takmarkað.

Til að takast á við áskoranirnar hönnuðu og mynduðu vísindamenn þrívítt kjarna-skel súrefnisþróunarhvarfahvata með því að nota umbreytingarmálm-nítríð, með nanóögnum úr nikkel-járn-nítríði efnasambandi og nikkel-mólýbden-nítríð nanorods á gljúpri nikkelfroðu.

Fyrsti höfundur Luo Yu, nýdoktor við UH sem einnig er tengdur Central China Normal University, sagði að nýi súrefnisþróunarhvarfhvatinn væri paraður við áður greint vetnisþróunarhvarfahvata af nikkel-mólýbden-nítríði nanorods.

Hvatarnir voru samþættir í tveggja rafskauta basískt rafgreiningartæki, sem hægt er að knýja með úrgangshita í gegnum hitarafmagnstæki eða með AA rafhlöðu.

Frumspenna sem þarf til að framleiða straumþéttleika upp á 100 milliampera á fersentimetra (mæling á straumþéttleika, eða mA cm-2) var á bilinu 1.564 V til 1.581 V.

Spennan er umtalsverð, sagði Yu, vegna þess að þó að það þurfi að minnsta kosti 1,23 V spennu til að framleiða vetni, þá er klór framleitt við 1,73 V spennu, sem þýðir að tækið varð að geta framleitt marktækt magn af straumþéttleika með spennu á milli stiganna tveggja.

Auk Ren og Yu eru fræðimenn á blaðinu Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao og Shuo Chen, allir frá UH; og Ying Yu frá Central China Normal University.

Fáðu nýjustu vísindafréttir með ókeypis fréttabréfum ScienceDaily í tölvupósti, uppfærð daglega og vikulega. Eða skoðaðu uppfærða fréttastrauma á klukkutíma fresti í RSS lesandanum þínum:

Segðu okkur hvað þér finnst um ScienceDaily - við fögnum bæði jákvæðum og neikvæðum athugasemdum. Áttu í vandræðum með að nota síðuna? Spurningar?