Điện phân nước sử dụng nguồn năng lượng tái tạo đã nổi lên như một phương pháp sạch đầy hứa hẹn để sản xuất hydro. Tuy nhiên, việc tiêu thụ nước ngọt quá mức đã đặt ra những hạn chế đối với những vùng có nguồn nước dồi dào. Vì vậy, bắt buộc phải phát triển một công nghệ điện phân nước mới có thể khai thác trực tiếp nguồn cung cấp nước biển dồi dào.
Trừu tượng đồ họa. Nguồn: Tạp chí Kỹ thuật Hóa học (2023). DOI: 10.1016/j.cej.2023.147862
Trong quá trình điện phân nước biển, phản ứng cực dương tạo ra oxy từ nước, khí clo và axit hypochlorous từ các ion clorua. Các điện cực kim loại quý, chẳng hạn như oxit bạch kim, oxit ruthenium và oxit iridium, không bị ảnh hưởng bởi clo, được sử dụng rộng rãi làm điện cực anode.
Mặc dù kim loại quý không được ưa chuộng làm điện cực cho công nghệ điện phân nước biển rộng rãi, nhưng các kim loại không quý, có khả năng phản ứng cao với ion clorua, không thể được sử dụng làm cực dương bền.
Một nhóm nghiên cứu đã phát triển một điện cực hợp kim đa nguyên tố gồm 9 nguyên tố kim loại không quý và tiến hành thử nghiệm phân hủy nhanh, bao gồm việc bật và tắt nguồn điện, nguyên nhân chủ yếu gây ra sự xuống cấp trong quá trình vận hành hệ thống điện phân nước. Kết quả cho thấy hiệu suất cực dương được duy trì trong hơn một thập kỷ khi được cung cấp năng lượng mặt trời. Phát hiện của họ đã được công bố trên Tạp chí Kỹ thuật Hóa học.
Cực dương làm bằng hợp kim này đòi hỏi điện áp cao hơn so với kim loại quý, chẳng hạn như oxit iridium. Tuy nhiên, cực dương này cung cấp khả năng điện phân nước biển trực tiếp mà không cần sử dụng nước ngọt. Sự đổi mới này dự kiến sẽ vượt qua các hạn chế về địa lý do có sẵn nước ngọt, từ đó thúc đẩy sản xuất hydro ở những khu vực có nhiều năng lượng tái tạo, chẳng hạn như khu vực sa mạc ven biển.
