Deniz suyu, hem temiz enerji kaynağı olarak tercih edilen bir hidrojen kaynağı hem de kurak iklimlerde içme suyu olarak umut vaat eden, yeryüzünde en bol bulunan kaynaklardan biridir. Ancak tatlı sudan hidrojen üretebilen su ayırma teknolojileri daha etkili hale gelse bile deniz suyu bir sorun olmaya devam ediyor.

Houston Üniversitesi'nden araştırmacılar, deniz suyu elektrolizini başlatmak için nispeten düşük voltaj gerektirirken, bir hidrojen evrimi reaksiyon katalizörü ile birleştirildiğinde, endüstriyel talepleri destekleyebilecek akım yoğunluklarına ulaşan yeni bir oksijen evrimi reaksiyon katalizörü ile önemli bir atılım bildirdiler.

Araştırmacılar, ucuz asal olmayan metal nitrürlerden oluşan cihazın, deniz suyundan ucuz bir şekilde hidrojen veya güvenli içme suyu üretmeye yönelik daha önceki girişimleri sınırlayan engellerin çoğundan kaçınmayı başardığını söylüyor. Çalışma Nature Communications'da anlatılıyor.

UH'deki Teksas Süperiletkenlik Merkezi'nin yöneticisi ve makalenin ilgili yazarı Zhifeng Ren, serbest sodyum, klor ve kalsiyum iyonları oluşturmadan deniz suyunu etkili bir şekilde hidrojen üretecek şekilde parçalayabilen bir katalizörün bulunmaması büyük bir engel olduğunu söyledi. ve bir kez serbest kalan deniz suyunun diğer bileşenleri, katalizörün üzerine yerleşebilir ve onu etkisiz hale getirebilir. Klor iyonları özellikle sorunludur, çünkü kısmen klorun serbest kalması için hidrojenin serbest bırakılması için gerekenden biraz daha yüksek bir voltaja ihtiyaç vardır.

Araştırmacılar katalizörleri Teksas kıyısındaki Galveston Körfezi'nden alınan deniz suyuyla test etti. UH'de MD Anderson Fizik Bölüm Başkanı Profesör Ren, bunun aynı zamanda atık su ile de çalışacağını ve aksi takdirde pahalı arıtma olmadan kullanılamayacak olan sudan başka bir hidrojen kaynağı sağlayacağını söyledi.

"Çoğu insan suyu parçalayarak hidrojen üretmek için temiz tatlı su kullanıyor" dedi. “Ancak temiz tatlı suyun mevcudiyeti sınırlıdır.”

Bu zorlukların üstesinden gelmek için araştırmacılar, gözenekli nikel köpük üzerinde nikel-demir-nitrür bileşiğinden ve nikel-molibden-nitrür nanoçubuklarından yapılmış nanopartiküller ile geçiş metali-nitrür kullanarak üç boyutlu bir çekirdek-kabuk oksijen evrimi reaksiyon katalizörü tasarladı ve sentezledi.

UH'de doktora sonrası araştırmacı olan ve aynı zamanda Orta Çin Normal Üniversitesi'ne bağlı olan ilk yazar Luo Yu, yeni oksijen evrimi reaksiyon katalizörünün, nikel-molibden-nitrür nanoçubuklardan oluşan daha önce bildirilen bir hidrojen evrimi reaksiyon katalizörü ile eşleştirildiğini söyledi.

Katalizörler, bir termoelektrik cihaz veya bir AA pil aracılığıyla atık ısıyla çalıştırılabilen iki elektrotlu bir alkalin elektrolizöre entegre edildi.

Santimetre kare başına 100 miliamperlik (akım yoğunluğunun bir ölçüsü veya mA cm-2) bir akım yoğunluğu üretmek için gereken hücre voltajları 1,564 V ila 1,581 V arasında değişiyordu.

Yu, voltajın önemli olduğunu söyledi, çünkü hidrojen üretmek için en az 1,23 V'luk bir voltaj gerekirken, klor 1,73 V'luk bir voltajda üretiliyor, bu da cihazın bir voltajla anlamlı düzeyde akım yoğunluğu üretebilmesi gerektiği anlamına geliyor. iki seviye arasında.

Makaledeki araştırmacılar arasında Ren ve Yu'nun yanı sıra UH'den Qing Zhu, Shaowei Song, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao ve Shuo Chen; ve Orta Çin Normal Üniversitesi'nden Ying Yu.

ScienceDaily'nin günlük ve haftalık olarak güncellenen ücretsiz e-posta bültenleriyle en son bilim haberlerini alın. Veya saatlik olarak güncellenen haber akışlarını RSS okuyucunuzda görüntüleyin:

ScienceDaily hakkında ne düşündüğünüzü bize bildirin; hem olumlu hem de olumsuz yorumları memnuniyetle karşılıyoruz. Siteyi kullanırken herhangi bir sorun mu yaşıyorsunuz? Sorunuz mu var?