Китайські вчені навчилися видобувати водень із морської води максимально дешевим способом
Для цього способу не потрібні дорогі опріснювачі та насоси
Морська вода є нескінченним джерелом металів, мінералів, питної води, кисню та водню. Однак головна проблема – видобувати їх звідти економічно вигідно. У Китаї знайшли рішення – навчилися видобувати водень без зайвих витрат.
Джерело. Про це пише 3DNews з посиланням на IEEE Spectrum.
Деталі. Водень витягується з води у процесі електролізу. Це проста операція, але тільки якщо видобувати цей газ із прісної води. Видобуток водню безпосередньо з морської води вимагає попереднього опріснення або дуже складних установок. Розчинені в морській воді солі (іони) металів та мінералів руйнують каталізатори електролізерів та інші вузли пристроїв. Крім того, потрібні насоси для прокачування морської води.
Вчені з Нанкінського технічного університету в Китаї в журналі Nature розповіли про унікальну установку, яка без насосів та швидкого зносу каталізаторів здатна тривалий час видобувати водень та кисень прямо з морської води.
«Наша стратегія реалізує ефективний і прямий електроліз морської води, аналогічний розщепленню прісної води, без помітного збільшення експлуатаційних витрат», – сказав Цзунпін Шао, професор хімічної інженерії з Нанкінського технічного університету в Китаї.
Для захисту каталізаторів від впливу морської води – солей та іонів – запропоновано цікаве рішення. Покриті каталізатором електроди, на яких виробляється водень та кисень (один на катоді, а інший на аноді), ніколи не контактують із морською водою. Від цього їх захищає насичений електроліт у вигляді гідроксиду калію, в який ці електроди занурені. Як туди потрапляє вода?
Електроліт по обидва боки електродів захищений мембраною. Багата фтором мембрана пропускає водяну пару, але не рідину. Через мембрану в електроліт потрапляє лише водяна пара, залишаючи солі в морській воді. В електроліті пара знову перетворюється на воду і розщеплюється на водень та кисень як опріснена вода без негативних наслідків для каталізаторів. Закачування пари в електроліт йде рахунок зовнішнього надлишкового тиску і не вимагає насосів.
Дослідники довели роботу інноваційної установки на практиці. Демонстратор із 11 електролізних осередків опустили у води затоки Шеньчжень, де він пропрацював без зупинки 130 днів. Щогодини установка виробляла 386 л водню.
Витрати електрики йшли тільки на підкачування свіжої морської води і на процес електролізу.
Система відмінно себе показала у випробуваннях, хоча про комерційне впровадження говорити поки що рано. Вчені планують значно підвищити її ефективність, для цього необхідні експерименти з різними складами електроліту та каталізаторів.
Бекграунд. Як повідомлялося, вчені США здійснили прорив у галузі термоядерного синтезу – він тепер може стати безкінечним джерелом енергії і з часом звести до мінімуму потребу в викопних джерелах енергетики.
Якщо ви дочитали цей матеріал до кінця, ми сподіваємось, що це значить, що він був корисним для вас.
Ми працюємо над тим, аби наша журналістська та аналітична робота була якісною, і прагнемо виконувати її максимально компетентно. Це вимагає і фінансової незалежності.
Станьте підписником Mind всього за 196 грн на місяць та підтримайте розвиток незалежної ділової журналістики!
Ви можете скасувати підписку у будь-який момент у власному кабінеті LIQPAY, або написавши нам на адресу: [email protected].
