ზღვის წყალი ერთ-ერთი ყველაზე მდიდარი რესურსია დედამიწაზე, რომელიც გვთავაზობს როგორც წყალბადის წყაროს - სასურველია, როგორც სუფთა ენერგიის წყაროს - ასევე სასმელ წყალს მშრალ კლიმატში. მიუხედავად იმისა, რომ წყლის გაყოფის ტექნოლოგიები, რომლებსაც შეუძლიათ წყალბადის წარმოება მტკნარი წყლებიდან, უფრო ეფექტური გახდა, ზღვის წყალი კვლავ გამოწვევად რჩება.

ჰიუსტონის უნივერსიტეტის მკვლევარებმა განაცხადეს მნიშვნელოვანი გარღვევა ჟანგბადის ევოლუციის რეაქციის კატალიზატორით, რომელიც წყალბადის ევოლუციის რეაქციის კატალიზატორთან ერთად მიაღწია დენის სიმკვრივეს, რომელსაც შეუძლია მხარი დაუჭიროს ინდუსტრიულ მოთხოვნებს, ხოლო შედარებით დაბალი ძაბვა მოითხოვა ზღვის წყლის ელექტროლიზის დასაწყებად.

მკვლევარები ამბობენ, რომ მოწყობილობა, რომელიც შედგება იაფი არაკეთილშობილური ლითონის ნიტრიდებისგან, ახერხებს თავიდან აიცილოს მრავალი დაბრკოლება, რამაც შეზღუდა ადრინდელი მცდელობები წყალბადის ან სასმელი წყლის იაფად წარმოების შესახებ ზღვის წყლიდან. ნამუშევარი აღწერილია Nature Communications-ში.

ჟიფენგ რენი, ტეხასის სუპერგამტარობის ცენტრის დირექტორი UH-ში და ნაშრომის შესაბამისი ავტორი, ამბობს, რომ მთავარი დაბრკოლება იყო კატალიზატორის ნაკლებობა, რომელსაც შეუძლია ეფექტურად გაყოს ზღვის წყალი წყალბადის წარმოქმნის გარეშე ნატრიუმის, ქლორის და კალციუმის თავისუფალი იონების დაყენების გარეშე. და ზღვის წყლის სხვა კომპონენტები, რომლებიც განთავისუფლების შემდეგ შეიძლება დასახლდნენ კატალიზატორზე და გახადონ ის არააქტიური. ქლორის იონები განსაკუთრებით პრობლემურია, ნაწილობრივ იმიტომ, რომ ქლორს სჭირდება ოდნავ უფრო მაღალი ძაბვა, ვიდრე წყალბადის გასათავისუფლებლად.

მკვლევარებმა კატალიზატორები გამოსცადეს ტეხასის სანაპიროზე გალვესტონის ყურედან ამოღებული ზღვის წყლით. რენმა, მედიცინის დოქტორი ანდერსონის ფიზიკის კათედრის პროფესორმა UH-ში, თქვა, რომ ის ასევე იმუშავებს ჩამდინარე წყლებთან, რაც უზრუნველყოფს წყალბადის სხვა წყაროს წყლისგან, რომელიც სხვაგვარად გამოუსადეგარია ძვირადღირებული დამუშავების გარეშე.

”ადამიანების უმეტესობა იყენებს სუფთა მტკნარ წყალს წყლის გაყოფით წყალბადის წარმოებისთვის,” - თქვა მან. ”მაგრამ სუფთა მტკნარი წყლის ხელმისაწვდომობა შეზღუდულია.”

გამოწვევების გადასაჭრელად, მკვლევარებმა დააპროექტეს და შეადგინეს სამგანზომილებიანი ბირთვის გარსის ჟანგბადის ევოლუციის რეაქციის კატალიზატორი გარდამავალი მეტალის ნიტრიდის გამოყენებით, ნანონაწილაკებით, რომლებიც დამზადებულია ნიკელ-რკინა-ნიტრიდის ნაერთისა და ნიკელ-მოლიბდენი-ნიტრიდის ნანოროლებით ფოროვან ნიკელის ქაფზე.

პირველმა ავტორმა ლუო იუმ, პოსტდოქტორანტმა UH-ში, რომელიც ასევე დაკავშირებულია ცენტრალური ჩინეთის ნორმალურ უნივერსიტეტთან, თქვა, რომ ჟანგბადის ევოლუციის რეაქციის ახალი კატალიზატორი დაწყვილებული იყო ადრე მოხსენებულ წყალბადის ევოლუციის რეაქციის კატალიზატორთან ნიკელ-მოლიბდენი-ნიტრიდის ნანოროდებიდან.

კატალიზატორები ინტეგრირებული იყო ორ ელექტროდიან ტუტე ელექტროლიზატორში, რომელიც შეიძლება იკვებებოდეს ნარჩენი სითბოთი თერმოელექტრული მოწყობილობის ან AA ბატარეის საშუალებით.

უჯრედის ძაბვა, რომელიც საჭიროა 100 მილიამპერი კვადრატულ სანტიმეტრზე დენის სიმკვრივის შესაქმნელად (დენის სიმკვრივის საზომი, ან mA სმ-2) მერყეობდა 1,564 ვ-დან 1,581 ვ-მდე.

ძაბვა მნიშვნელოვანია, იუ თქვა, რადგან მაშინ, როცა წყალბადის წარმოებისთვის საჭიროა მინიმუმ 1.23 ვ ძაბვა, ქლორი იწარმოება 1.73 ვ ძაბვით, რაც იმას ნიშნავს, რომ მოწყობილობას უნდა შეეძლოს დენის სიმკვრივის მნიშვნელოვანი დონის გამომუშავება ძაბვით. ორ დონეს შორის.

რენისა და იუ-ს გარდა, ნაშრომზე მკვლევარები არიან Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao და Shuo Chen, ყველა UH; და ინგ იუ ცენტრალური ჩინეთის ნორმალური უნივერსიტეტიდან.

მიიღეთ უახლესი სამეცნიერო სიახლეები ScienceDaily-ის უფასო ელექტრონული ფოსტით, რომელიც განახლებულია ყოველდღიურად და ყოველკვირეულად. ან ნახეთ საათობრივი განახლებული ახალი ამბები თქვენს RSS მკითხველში:

გვითხარით რას ფიქრობთ ScienceDaily-ზე - ჩვენ მივესალმებით როგორც დადებით, ასევე უარყოფით კომენტარებს. გაქვთ რაიმე პრობლემა საიტის გამოყენებისას? კითხვები?