Jūros vanduo yra vienas iš gausiausių išteklių žemėje, žadantis ir kaip vandenilio – pageidautinas kaip švarios energijos šaltinis – ir geriamojo vandens šaltinis sausame klimate. Tačiau net kai vandens skaidymo technologijos, galinčios gaminti vandenilį iš gėlo vandens, tapo veiksmingesnės, jūros vanduo tebėra iššūkis.

Hiustono universiteto mokslininkai pranešė apie reikšmingą proveržį naudojant naują deguonies evoliucijos reakcijos katalizatorių, kuris kartu su vandenilio evoliucijos reakcijos katalizatoriumi pasiekė srovės tankį, galintį patenkinti pramonės poreikius, o jūros vandens elektrolizei pradėti reikia palyginti žemos įtampos.

Tyrėjai teigia, kad prietaisas, sudarytas iš nebrangių netauriųjų metalų nitridų, sugeba išvengti daugelio kliūčių, kurios apribojo ankstesnius bandymus nebrangiai gaminti vandenilį arba saugų geriamąjį vandenį iš jūros vandens. Darbas aprašytas Nature Communications.

Zhifeng Ren, UH Teksaso superlaidumo centro direktorius ir atitinkamas šio straipsnio autorius, teigė, kad pagrindinė kliūtis buvo katalizatoriaus, galinčio efektyviai skaidyti jūros vandenį, kad susidarytų vandenilis, nebuvimas, o taip pat laisvųjų natrio, chloro ir kalcio jonų nebuvimas. ir kiti jūros vandens komponentai, kurie išlaisvinti gali nusėsti ant katalizatoriaus ir padaryti jį neaktyvų. Chloro jonai yra ypač problemiški, iš dalies todėl, kad chlorui reikia tik šiek tiek didesnės įtampos, nei reikia vandeniliui išlaisvinti.

Tyrėjai išbandė katalizatorius su jūros vandeniu, paimtu iš Galvestono įlankos prie Teksaso pakrantės. Renas, MD Anderson fizikos profesorius iš UH, teigė, kad jis taip pat veiks su nuotekomis, o tai suteiks dar vieną vandenilio šaltinį iš vandens, kuris kitu atveju būtų netinkamas naudoti be brangaus valymo.

„Dauguma žmonių naudoja švarų gėlą vandenį vandeniliui gaminti dalijant vandenį“, – sakė jis. "Tačiau švaraus gėlo vandens prieinamumas yra ribotas."

Siekdami išspręsti iššūkius, mokslininkai sukūrė ir susintetino trimatį šerdies ir apvalkalo deguonies išsiskyrimo reakcijos katalizatorių, naudodami pereinamojo metalo nitridą, su nanodalelėmis, pagamintomis iš nikelio-geležies-nitrido junginio ir nikelio-molibdeno-nitrido nanorodelių ant porėtų nikelio putų.

Pirmasis autorius Luo Yu, UH doktorantūros tyrėjas, taip pat susijęs su Centrinės Kinijos normaliuoju universitetu, sakė, kad naujasis deguonies evoliucijos reakcijos katalizatorius buvo suporuotas su anksčiau praneštu vandenilio evoliucijos reakcijos katalizatoriumi iš nikelio-molibdeno-nitrido nanorodelių.

Katalizatoriai buvo integruoti į dviejų elektrodų šarminį elektrolizatorių, kuris gali būti maitinamas iš atliekų šilumos per termoelektrinį įrenginį arba AA bateriją.

Elementų įtampa, reikalinga 100 miliamperų kvadratiniam centimetrui (srovės tankio matas arba mA cm-2) sukurti, svyravo nuo 1,564 V iki 1,581 V.

Yu sakė, kad įtampa yra reikšminga, nes nors vandenilio gamybai reikalinga ne mažesnė kaip 1,23 V įtampa, chloras gaminamas esant 1,73 V įtampai, o tai reiškia, kad prietaisas turi sugebėti sukurti reikšmingą srovės tankio lygį esant įtampai. tarp dviejų lygių.

Be Ren ir Yu, tyrėjai yra Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao ir Shuo Chen, visi UH; ir Ying Yu iš Centrinės Kinijos normaliojo universiteto.

Gaukite naujausias mokslo naujienas naudodami nemokamus ScienceDaily naujienlaiškius el. paštu, atnaujinamus kasdien ir kas savaitę. Arba peržiūrėkite kas valandą atnaujinamus naujienų kanalus savo RSS skaitytuve:

Pasakykite mums, ką manote apie ScienceDaily – laukiame tiek teigiamų, tiek neigiamų komentarų. Ar turite problemų naudojant svetainę? Klausimai?