Pengeluaran Hidrogen Daripada Air Laut

Air laut, yang merangkumi lebih daripada 95% air Bumi, boleh menjadi sumber utama dalam pengeluaran bahan api hidrogen bersih yang mampan dengan penggunaan pemangkin pemisah air yang dibangunkan oleh pasukan pimpinan KAUST.

Pemisahan air boleh menawarkan cara yang menarik untuk berkecuali karbon, terutamanya apabila digabungkan dengan sumber tenaga boleh diperbaharui seperti tenaga solar dan angin. Pemisahan air melibatkan pemecahan air dalam sel elektrokimia untuk menghasilkan hidrogen di katod sambil menjana oksigen di anod di bawah voltan yang dikenakan. Namun, pemangkin evolusi hidrogen dan oksigen yang berfungsi dengan baik dalam air tawar menjadi kurang berkesan dalam air laut kerana ion yang banyak yang boleh menggalakkan tindak balas yang tidak diingini dan pemangkin racun.

Ion klorida yang sangat menghakis yang terdapat dalam air laut mengalami tindak balas kompleks yang bersaing dengan evolusi oksigen dan menghasilkan sebatian berbahaya, seperti hipoklorit. Oleh kerana pengeluaran hidrogen bergantung pada tindak balas yang stabil dan cekap pada kedua-dua elektrod, ion-ion ini merupakan cabaran utama untuk membelah air laut.

Kimia menjelaskan bahawa pembentukan hipoklorit boleh berlaku kerana ia memerlukan voltan operasi yang lebih rendah untuk memenuhi keperluan industri daripada tindak balas evolusi oksigen.

Satu cara untuk menangani isu ini ialah mereka bentuk pemangkin anod terpilih dengan keperluan voltan yang lebih rendah. Pemangkin anod berlapis nikel–iridium menunjukkan prestasi dan kestabilan yang dipertingkatkan dalam air laut berkat kesan sinergi antara komponen logamnya.

Pasukan mencipta pendekatan yang menyediakan pemangkin evolusi hidrogen yang cekap tinggi dan stabil untuk pemisahan air laut. Para penyelidik mencipta reaktor padu kecil, di mana pemangkin itu terbungkus dalam cangkang pelindung molibdenum sulfida. Teras pemangkin terdiri daripada sebatian aktif redoks berasaskan molibdenum yang disokong karbon dan menampilkan struktur nanoporous tersusun seperti zeolit.
Menggunakan pendekatan berasaskan rangka kerja organik logam, para penyelidik menggabungkan prekursor kompleks logam dengan imidazol penghubung dengan kehadiran surfaktan untuk menjana kiub zink-molibdenum seperti zeolit. Mereka mencampurkan struktur yang terhasil dengan thioacetamide dalam etanol di bawah refluks untuk membentuk fasa molibdenum oksida padu terkurung dalam cangkerang zink sulfida nipis.

Seterusnya, mereka secara kimia menukarkan fasa padu kepada sebatian aktif redoks berkapsul molibdenum sulfida yang dikehendaki pada suhu tinggi sebelum secara terpilih mengetsa lapisan luar zink sulfida untuk menghasilkan nanoreaktor.

Nanoreaktor mempamerkan aktiviti elektrokatalitik yang tinggi dan kestabilan dalam kedua-dua air tawar dan air laut. "Aktiviti dan kestabilan yang luar biasa itu dikaitkan dengan struktur unik mereka."

Teras memaparkan banyak tapak aktif yang meningkatkan pengeluaran hidrogen dan cangkerang menunjukkan beberapa kecacatan dalam lapisannya, terutamanya lubang bersaiz subnanometer yang membolehkan molekul air meresap dan mengakses tapak aktif dalaman.

Bertindak sebagai mel berantai, cangkerang juga menyekat dan menghalang garam daripada memendap di tapak aktif.
Seni bina hierarki nanoreaktor mengasingkan elektrolisis daripada tindak balas sampingan. "Sama seperti rumah pintar, tindak balas utama berlaku di dalam bilik manakala tindak balas sampingan berlaku di belakang rumah."

Percaya atau tidak, air laut menjadikan asas yang sangat baik untuk bahan api. Ini kerana air laut mengandungi koktel unsur-unsur seperti hidrogen, oksigen, natrium dan lain-lain, yang semuanya penting untuk kehidupan di Bumi untuk berkembang maju. Bahagian bahan api di sini berasal daripada hidrogen yang terdapat dalam air laut. Malangnya, menarik gas hidrogen daripada unsur-unsur lain adalah agak mencabar, sekurang-kurangnya sehingga kini.

Peranti ini membuat apa yang sama dengan bahan api air laut dengan menyuntik air laut ke dalam sistem corong yang memacunya melalui sistem penapisan dua membran. Sistem ini juga menggunakan elektrik untuk berjaya menarik hidrogen daripada air laut, dengan berkesan memisahkannya daripada unsur-unsur lain yang terdapat di lautan kita. Keputusan kajian baharu ini menunjukkan bahawa ia boleh membantu memajukan usaha baharu untuk menghasilkan bahan api karbon rendah.

Kemenangan besar di sini ialah sistem itu tidak mencipta sekumpulan produk sampingan yang berbahaya, yang merupakan sesuatu yang mereka lihat dalam sistem lain. Kebanyakan sistem air-ke-hidrogen semasa menggunakan membran satu lapisan. Walau bagaimanapun, kali ini para penyelidik membawa dua lapisan bersama-sama, dan ia menunjukkan cara yang lebih baik untuk mengawal cara ion dalam air laut bergerak dalam eksperimen, yang menjadikannya lebih berkesan.

Mampu mencipta bahan api hidrogen menggunakan air laut akan terbukti berguna kerana ia adalah bahan api karbon rendah, yang kini digunakan untuk menjalankan kenderaan elektrik sel bahan api, malah berfungsi sebagai pilihan penyimpanan jangka panjang untuk grid tenaga. Percubaan sebelumnya untuk membuat gas hidrogen memerlukan air segar atau penyahgaraman, dan walaupun kami telah melihat sistem penyahgaraman air yang berjaya, ia jauh lebih mahal dan intensif tenaga.
Ini kerana membersihkan air sebelum anda menggunakannya memerlukan sistem yang mahal, serta tenaga dan juga menambahkan kerumitan pada peranti, manakala peranti yang boleh menggunakan air laut untuk mencipta bahan api hidrogen tidak memerlukan bahagian tambahan tersebut.

Menghasilkan hidrogen daripada air laut kelihatan seperti mimpi yang menjadi kenyataan!
Ia banyak, percuma dan mudah.
Air laut datang sebagai sumber bahan mentah yang hampir tidak terhad, dan tiada sesiapa di sini untuk menginvoisnya. Sesiapa sahaja boleh mendapatkan baldi penuh dengannya secara percuma.
Pemain utama industri pasti akan jatuh cinta dengan idea itu.
Proses mengekstrak hidrogen adalah mudah. Air laut mengandungi sejumlah besar gas hidrogen terlarut. Ia memerlukan elektrolisis mudah untuk mengekstraknya - kami juga melakukannya sebagai remaja dalam kelas fizik!

Berikut ialah cara ia berfungsi
Ia semula jadi, boleh disimpan dan selamat
Air laut dianggap sebagai sumber tenaga boleh diperbaharui yang boleh membantu mengurangkan pergantungan kita kepada tenaga fosil. Dan proses pengekstrakan tidak menghasilkan pelepasan karbon.

Hidrogen boleh disimpan
Hidrogen yang disimpan boleh digunakan untuk menjana elektrik atau kenderaan kuasa tepat apabila diperlukan.
Ia menebus gangguan yang boleh diperbaharui lain - hari hujan atau tanpa angin. Ia sesuai untuk kawasan yang mempunyai akses kepada badan air laut yang besar tetapi dengan sedikit sumber tenaga konvensional.
Ia boleh membantu mengurangkan pemanasan global, memastikan keselamatan tenaga dan melindungi alam sekitar.

Mudah-peasy, sungguh
Prosesnya adalah intensif tenaga: Mengekstrak hidrogen daripada air laut memerlukan jumlah tenaga yang tinggi, dan kecekapan keseluruhannya agak rendah.
Pengeluaran adalah mahal: Membina infrastruktur memerlukan pelaburan awal yang sangat tinggi. Penyelenggaraan juga penting, kerana kandungan garam air laut boleh menyebabkan kakisan dan isu teknikal lain.
Lokasinya jarang berlaku: Tapak ini perlu mempertimbangkan kedalaman dan kualiti air, serta berdekatan dengan sumber tenaga. Tidak semua kawasan sesuai untuk pengeluaran hidrogen daripada air laut!
Dan akhirnya, ia tidak selamat seperti yang anda sangka!

Proses ini membebaskan gas klorin.
Gas ini bergabung dengan unsur semula jadi lain dan membentuk dioksin yang mencemarkan air, mencemari ikan dan berpindah kepada manusia dan haiwan yang lebih besar yang memakan ikan.

Adakah anda mahu beberapa contoh Ia bergabung dengan
Water =>asid hidroklorik, kesan toksik akut pada semua bentuk kehidupan.
Hydrogen =>gas hidrogen klorida, sebatian yang sangat mudah meletup
Asetilena, gas yang boleh dihasilkan oleh beberapa organisma laut seperti bakteria dan spesies alga tertentu. Ia bergabung menjadi dichloroethane, sebatian yang sangat mudah meletup.

Eter, mengesan jumlah dalam spesies alga tertentu. Ia bergabung menjadi chloroacetaldehyde, sebatian karsinogenik yang sangat toksik.
Ammonia, biasanya dihasilkan oleh organisma laut. Ia bergabung menjadi chloramines, perengsa pernafasan yang sangat toksik.
Inovasi yang menjanjikan dengan potensi untuk merevolusikan sektor tenaga bersih
Pengeluaran hidrogen daripada air laut boleh membuat perbezaan drastik dan membantu menangani pemanasan global dengan cara yang lebih mampan.
Ia juga berpotensi untuk mengurangkan pergantungan kita kepada bahan api fosil dan bergerak ke arah masa depan yang lebih bersih dan lebih mampan serta mampu milik.
Janji-janji ini menjadikannya terlalu mudah untuk mengabaikan banyak cabaran dan risiko yang terlibat.
Ini adalah rayuan saya kepada pemain utama ekonomi & tenaga: Mari kita tarik nafas dalam-dalam, duduk dan fikirkan sejenak.

Para penyelidik berkata dalam siaran akhbar bahawa bekerja dengan air laut akan menjadi pilihan yang lebih menjimatkan, kerana air penulen adalah mahal, intensif tenaga, dan menambah kerumitan pada peranti. Tambahan pula, air tawar semulajadi mengandungi kekotoran yang bermasalah untuk teknologi moden, selain menjadi sumber terhad di planet ini.
Selain membangunkan sistem membran air laut-ke-hidrogen, pasukan itu menyatakan bahawa kajian itu telah memberikan pemahaman keseluruhan yang lebih baik tentang bagaimana ion air laut bergerak melalui membran. Pengetahuan ini boleh digunakan dalam bidang lain, seperti menghasilkan gas oksigen.
Selain itu, mereka berkata bahawa pemahaman aliran ion dan penukaran dalam sistem membran bipolar adalah penting untuk usaha menghasilkan oksigen melalui elektrolisis, dan pasukan menunjukkan bahawa membran bipolar boleh menjana gas oksigen bersama-sama dengan menghasilkan hidrogen dalam eksperimen mereka.
Pasukan ini bertujuan untuk menambah baik elektrod dan membran menggunakan bahan yang lebih mudah didapati dan mudah diekstrak. Penambahbaikan dalam reka bentuk ini boleh menjadikan penskalaan sistem elektrolisis kepada saiz yang diperlukan untuk menjana hidrogen bagi aktiviti intensif tenaga seperti pengangkutan lebih mudah.

Produk dijual di semua wilayah China dan dieksport ke negara-negara di seluruh dunia. Mereka telah dijual di lebih daripada 20 negara dan wilayah termasuk Amerika Syarikat, Jerman, Maghribi, Kenya, Arab Saudi, Vietnam, Algeria, India, Tanzania dan Taiwan. Berjaya menyediakan perusahaan terkenal seperti China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group dan perusahaan terkenal lain. Terdapat banyak stesen penghidrogenan hidrogen hidrogen hijau seperti Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming, dll. menyediakan projek pembuatan hijau dan hidrogen.