Morska voda je eden najbogatejših virov na zemlji, obetaven je kot vir vodika – zaželen kot vir čiste energije – in pitne vode v sušnih podnebjih. Toda čeprav so tehnologije za ločevanje vode, ki lahko proizvajajo vodik iz sladke vode, postale učinkovitejše, je morska voda ostala izziv.

Raziskovalci z Univerze v Houstonu so poročali o pomembnem preboju z novim reakcijskim katalizatorjem za sproščanje kisika, ki je v kombinaciji s katalizatorjem za reakcijo za sproščanje vodika dosegel gostoto toka, ki je sposobna podpirati industrijske zahteve, medtem ko je za začetek elektrolize morske vode potrebna razmeroma nizka napetost.

Raziskovalci pravijo, da se naprava, sestavljena iz poceni nitridov nežlahtnih kovin, uspe izogniti številnim oviram, ki so omejevale prejšnje poskuse poceni proizvodnje vodika ali varne pitne vode iz morske vode. Delo je opisano v Nature Communications.

Zhifeng Ren, direktor Teksaškega centra za superprevodnost pri UH in ustrezni avtor časopisa, je dejal, da je glavna ovira pomanjkanje katalizatorja, ki bi lahko učinkovito cepil morsko vodo za proizvodnjo vodika, ne da bi sproščal tudi ione natrija, klora, kalcija in druge sestavine morske vode, ki se lahko po sprostitvi usedejo na katalizator in ga naredijo neaktivnega. Klorovi ioni so še posebej problematični, deloma zato, ker klor za sprostitev potrebuje le nekoliko višjo napetost, kot je potrebna za sprostitev vodika.

Raziskovalci so preizkusili katalizatorje z morsko vodo, črpano iz zaliva Galveston ob obali Teksasa. Ren, profesor fizike dr. Andersona na univerzi UH, je dejal, da bo deloval tudi z odpadno vodo in tako zagotovil še en vir vodika iz vode, ki je sicer neuporabna brez drage obdelave.

"Večina ljudi uporablja čisto sladko vodo za proizvodnjo vodika s cepljenjem vode," je dejal. "Toda razpoložljivost čiste sladke vode je omejena."

Za reševanje izzivov so raziskovalci zasnovali in sintetizirali tridimenzionalni reakcijski katalizator za sproščanje kisika v obliki jedra in lupine z uporabo nitrida prehodne kovine z nanodelci iz spojine nikelj-železov-nitrid in nanopalic nikelj-molibden-nitrid na porozni nikljevi peni.

Prvi avtor Luo Yu, podoktorski raziskovalec na UH, ki je prav tako povezan s Central China Normal University, je dejal, da je bil novi reakcijski katalizator za sproščanje kisika povezan s predhodno prijavljenim reakcijskim katalizatorjem za sproščanje vodika nanopalic nikelj-molibden-nitrid.

Katalizatorje smo integrirali v dvoelektrodni alkalni elektrolizator, ki se lahko napaja z odpadno toploto preko termoelektrične naprave ali baterije AA.

Napetost celice, ki je potrebna za proizvodnjo gostote toka 100 miliamperov na kvadratni centimeter (merilo gostote toka ali mA cm-2), je znašala od 1,564 V do 1,581 V.

Napetost je pomembna, je dejal Yu, ker medtem ko je za proizvodnjo vodika potrebna napetost vsaj 1,23 V, se klor proizvaja pri napetosti 1,73 V, kar pomeni, da je morala biti naprava sposobna proizvesti pomembne ravni gostote toka z napetostjo. med obema nivojema.

Poleg Rena in Yuja so raziskovalci v prispevku Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao in Shuo Chen, vsi iz UH; in Ying Yu z univerze Central China Normal.

Pridobite najnovejše novice o znanosti z brezplačnimi e-novicami ScienceDaily, ki se posodabljajo dnevno in tedensko. Ali pa si oglejte vsako uro posodobljene vire novic v bralniku RSS:

Povejte nam, kaj mislite o ScienceDaily – veseli smo pozitivnih in negativnih komentarjev. Imate težave z uporabo spletnega mesta? Vprašanja?