Maji ya bahari ni mojawapo ya rasilimali nyingi zaidi duniani, yakitoa ahadi kama chanzo cha hidrojeni - kinachohitajika kama chanzo cha nishati safi - na ya maji ya kunywa katika hali ya hewa kavu. Lakini kama vile teknolojia za kugawanya maji zenye uwezo wa kutokeza hidrojeni kutoka kwa maji safi zimekuwa zenye ufanisi zaidi, maji ya bahari yamebaki kuwa changamoto.

Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Houston wameripoti mafanikio makubwa na kichocheo kipya cha mageuzi ya oksijeni ambayo, pamoja na kichocheo cha athari ya mageuzi ya hidrojeni, ilipata msongamano wa sasa wenye uwezo wa kuhimili mahitaji ya viwanda huku ikihitaji voltage ya chini ili kuanza electrolysis ya maji ya bahari.

Watafiti wanasema kifaa hicho, kilichoundwa na nitridi za chuma zisizo na bei ghali, kinaweza kuzuia vizuizi vingi ambavyo vimezuia majaribio ya mapema ya kutengeneza haidrojeni au maji salama ya kunywa kutoka kwa maji ya bahari kwa bei ghali. Kazi hiyo imeelezewa katika Mawasiliano ya Asili.

Zhifeng Ren, mkurugenzi wa Kituo cha Texas cha Superconductivity huko UH na mwandishi sambamba wa karatasi hiyo, alisema kikwazo kikubwa kimekuwa ukosefu wa kichocheo ambacho kinaweza kugawanya maji ya bahari kutoa hidrojeni bila pia kuweka ioni za sodiamu, klorini, kalsiamu. na vipengele vingine vya maji ya bahari, ambayo yakishaachiliwa yanaweza kukaa kwenye kichocheo na kuyafanya kutofanya kazi. Ioni za klorini ni tatizo hasa, kwa kiasi fulani kwa sababu klorini inahitaji voltage ya juu kidogo ili bure kuliko inavyohitajika ili kukomboa hidrojeni.

Watafiti walijaribu vichochezi kwa maji ya bahari inayotolewa kutoka Galveston Bay karibu na pwani ya Texas. Ren, MD Anderson Mwenyekiti Profesa wa fizikia katika UH, alisema pia itafanya kazi na maji machafu, kutoa chanzo kingine cha hidrojeni kutoka kwa maji ambayo vinginevyo haiwezi kutumika bila matibabu ya gharama kubwa.

"Watu wengi hutumia maji safi safi kuzalisha hidrojeni kwa kugawanyika kwa maji," alisema. "Lakini upatikanaji wa maji safi ni mdogo."

Ili kukabiliana na changamoto hizo, watafiti walibuni na kusanifisha kichocheo cha mabadiliko ya oksijeni ya ganda lenye sura tatu kwa kutumia nitridi ya mpito ya chuma, na nanoparticles zilizotengenezwa na kiwanja cha nitridi-chuma-nitridi na nanorodi za nickle-molybdenum-nitridi kwenye povu ya nickle ya porous.

Mwandishi wa kwanza Luo Yu, mtafiti wa baada ya udaktari katika UH ambaye pia ana uhusiano na Chuo Kikuu cha Kati cha China cha Kawaida, alisema kichocheo kipya cha athari ya mabadiliko ya oksijeni kiliunganishwa na kichocheo cha mmenyuko wa hidrojeni kilichoripotiwa hapo awali cha nanorodi za nickle-molybdenum-nitride.

Vichocheo viliunganishwa katika elektroli ya alkali ya elektroni mbili, ambayo inaweza kuendeshwa na joto la taka kupitia kifaa cha thermoelectric au kwa betri ya AA.

Viwango vya gia vya seli vinavyohitajika ili kutoa msongamano wa sasa wa milimita 100 kwa kila sentimita ya mraba (kipimo cha msongamano wa sasa, au mA cm-2) ni kati ya 1.564 V hadi 1.581 V.

Voltage ni muhimu, Yu alisema, kwa sababu wakati voltage ya angalau 1.23 V inahitajika kutoa hidrojeni, klorini hutengenezwa kwa voltage ya 1.73 V, kumaanisha kuwa kifaa kililazimika kutoa viwango vya maana vya msongamano wa sasa na voltage. kati ya ngazi hizo mbili.

Mbali na Ren na Yu, watafiti kwenye karatasi hiyo ni pamoja na Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao na Shuo Chen, wote wa UH; na Ying Yu wa Chuo Kikuu cha Kawaida cha China.

Pata habari za hivi punde za sayansi ukitumia majarida ya barua pepe ya ScienceDaily bila malipo, yanayosasishwa kila siku na kila wiki. Au tazama mipasho ya habari iliyosasishwa kila saa katika msomaji wako wa RSS:

Tuambie unachofikiria kuhusu ScienceDaily - tunakaribisha maoni chanya na hasi. Je, una matatizo yoyote ya kutumia tovuti? Maswali?