Ang tubig-dagat ay isa sa pinakamaraming mapagkukunan sa mundo, na nag-aalok ng pangako bilang isang mapagkukunan ng hydrogen - kanais-nais bilang isang mapagkukunan ng malinis na enerhiya - at ng inuming tubig sa mga tuyong klima. Ngunit kahit na ang mga teknolohiya sa paghahati ng tubig na may kakayahang gumawa ng hydrogen mula sa tubig-tabang ay naging mas epektibo, ang tubig-dagat ay nanatiling isang hamon.

Ang mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Houston ay nag-ulat ng isang makabuluhang tagumpay sa isang bagong oxygen evolution reaction catalyst na, na sinamahan ng isang hydrogen evolution reaction catalyst, nakamit ang mga kasalukuyang densidad na may kakayahang suportahan ang mga pangangailangan sa industriya habang nangangailangan ng medyo mababang boltahe upang simulan ang seawater electrolysis.

Sinasabi ng mga mananaliksik na ang aparato, na binubuo ng mga murang non-noble metal nitride, ay namamahala upang maiwasan ang marami sa mga hadlang na limitado ang mga naunang pagtatangka na murang makagawa ng hydrogen o ligtas na inuming tubig mula sa tubig-dagat. Ang gawain ay inilarawan sa Nature Communications.

Si Zhifeng Ren, direktor ng Texas Center para sa Superconductivity sa UH at isang kaukulang may-akda para sa papel, ay nagsabi na ang isang malaking balakid ay ang kakulangan ng isang katalista na maaaring epektibong hatiin ang tubig-dagat upang makagawa ng hydrogen nang hindi rin nagtatakda ng mga libreng ion ng sodium, chlorine, calcium. at iba pang bahagi ng tubig-dagat, na kapag napalaya ay maaaring tumira sa catalyst at maging hindi aktibo. Ang mga chlorine ions ay partikular na may problema, sa isang bahagi dahil ang chlorine ay nangangailangan lamang ng bahagyang mas mataas na boltahe upang malaya kaysa sa kinakailangan upang palayain ang hydrogen.

Sinubukan ng mga mananaliksik ang mga catalyst na may tubig-dagat na nakuha mula sa Galveston Bay sa baybayin ng Texas. Sinabi ni Ren, MD Anderson Chair Professor ng physics sa UH, na gagana rin ito sa wastewater, na nagbibigay ng isa pang mapagkukunan ng hydrogen mula sa tubig na kung hindi man ay hindi magagamit nang walang magastos na paggamot.

"Karamihan sa mga tao ay gumagamit ng malinis na tubig-tabang upang makagawa ng hydrogen sa pamamagitan ng paghahati ng tubig," sabi niya. "Ngunit ang pagkakaroon ng malinis na tubig-tabang ay limitado."

Upang matugunan ang mga hamon, ang mga mananaliksik ay nagdisenyo at nag-synthesize ng three-dimensional na core-shell oxygen evolution reaction catalyst gamit ang transition metal-nitride, na may mga nanoparticle na gawa sa isang nickle-iron-nitride compound at nickle-molybdenum-nitride nanorods sa porous nickle foam.

Ang unang may-akda na si Luo Yu, isang postdoctoral researcher sa UH na kaanib din sa Central China Normal University, ay nagsabi na ang bagong oxygen evolution reaction catalyst ay ipinares sa isang naunang naiulat na hydrogen evolution reaction catalyst ng nickle-molybdenum-nitride nanorods.

Ang mga catalyst ay isinama sa isang two-electrode alkaline electrolyzer, na maaaring paandarin ng waste heat sa pamamagitan ng thermoelectric device o ng AA battery.

Ang mga boltahe ng cell na kinakailangan upang makagawa ng kasalukuyang density na 100 milliamperes bawat square centimeter (isang sukatan ng kasalukuyang density, o mA cm-2) ay mula 1.564 V hanggang 1.581 V.

Ang boltahe ay makabuluhan, sabi ni Yu, dahil habang ang boltahe ng hindi bababa sa 1.23 V ay kinakailangan upang makagawa ng hydrogen, ang klorin ay ginawa sa isang boltahe na 1.73 V, ibig sabihin ang aparato ay kailangang makagawa ng makabuluhang antas ng kasalukuyang density na may boltahe. sa pagitan ng dalawang antas.

Bilang karagdagan sa Ren at Yu, ang mga mananaliksik sa papel ay kinabibilangan ng Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao at Shuo Chen, lahat ng UH; at Ying Yu ng Central China Normal University.

Kunin ang pinakabagong balita sa agham gamit ang mga libreng email newsletter ng ScienceDaily, na ina-update araw-araw at lingguhan. O tingnan ang oras-oras na na-update na mga newsfeed sa iyong RSS reader:

Sabihin sa amin kung ano ang tingin mo sa ScienceDaily — tinatanggap namin ang parehong positibo at negatibong komento. Mayroon bang anumang mga problema sa paggamit ng site? Mga tanong?