Đổi mới sản xuất hydro bền vững thông qua phương pháp điện phân nước biển.
Điện phân nước biển có triển vọng to lớn như một phương tiện khử cacbon cho ngành năng lượng toàn cầu. Tuy nhiên, những thách thức như ăn mòn anot bởi các ion clorua, phản ứng oxy hóa clorua không mong muốn và chi phí chất xúc tác cao đã cản trở điện phân nước biển trực tiếp.
Để giải quyết những vấn đề này, vật liệu niken-sắt tự hỗ trợ (NiFe) đã nổi lên như chất xúc tác lưỡng chức hấp dẫn cho cả quá trình giải phóng hydro và quá trình giải phóng oxy do hoạt tính nội tại cao và giá cả phải chăng của chúng. Các cấu trúc cacbon gốc gỗ (WC) đã thu hút sự chú ý như một chất nền lý tưởng cho các vật liệu hoạt động này do bản chất xốp phân cấp và độ dẫn điện tuyệt vời của chúng.
Trong nỗ lực tăng cường tính ổn định của điện cực gốc NiFe trong quá trình điện phân nước biển, một phương pháp mới đã được đưa ra bởi Giáo sư Hong Chen (Đại học Khoa học và Công nghệ miền Nam Trung Quốc), Giáo sư Bing-Jie Ni (Đại học New South Wales ở Úc) và Giáo sư Zongping Shao (Đại học Curtin ở Úc). Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Bulletin .
Thông qua việc đưa vonfram vào các chất xúc tác hoạt động dựa trên NiFe, các đặc tính chống ăn mòn và độ ổn định của anot đã được cải thiện đáng kể. Điện cực NiFe sulfide W-doped cải tiến được hỗ trợ WC (W-NiFeS/WC) đã được phát triển để điện phân nước biển tổng thể hiệu quả thông qua phương pháp chuẩn bị chuyên biệt bao gồm ngâm tẩm và sunfua hóa.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng điện cực W-NiFeS/WC thể hiện cấu trúc xốp phân cấp ba chiều với các kênh vi mô định hướng, các hạt nano W-NiFeS neo chặt và độ xốp cao, tăng cường độ dẫn điện và hiệu suất của nó. Hiệu suất của điện cực được cải thiện hơn nữa nhờ các trung tâm hoạt động oxy hóa khử phong phú, các đặc tính xúc tác điện tuyệt vời và độ ổn định trong điều kiện nước biển kiềm.
Điện cực cải tiến này chứng minh hoạt động và độ ổn định vượt trội trong cả phản ứng giải phóng oxy (OER) và phản ứng giải phóng hydro (HER) trong nước biển kiềm, vượt trội hơn các chất xúc tác truyền thống.
Zhijie Chen , tác giả đầu tiên:
Sự tiến hóa cấu trúc tại chỗ của W-NiFeS/WC trong OER tạo ra các loài tungstat và sulfat chống ăn mòn trên bề mặt của oxyhydroxide Ni/Fe hoạt động. Ngoài ra, NiFeOOH được trang trí bằng W-NiFeS tự tiến hóa có thể xúc tác HER hiệu quả.
Chi phí chế tạo thấp và hiệu quả cao khiến nó trở thành lựa chọn hấp dẫn cho quá trình điện phân nước biển, góp phần đáng kể vào sự phát triển của sản xuất nhiên liệu hydro bền vững.
Nghiên cứu này không chỉ nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tái cấu trúc đối với các phản ứng chuyển đổi năng lượng mà còn cho thấy tiềm năng của các cấu trúc carbon có nguồn gốc từ chất thải gỗ trong thiết kế thiết bị điện hóa tiên tiến. Ngoài ra, bằng cách tái sử dụng chất thải gỗ dồi dào thành chất xúc tác hiệu quả cho quá trình điện phân nước biển, công trình này thể hiện phương pháp tiếp cận kinh tế tuần hoàn, giảm thiểu phát sinh chất thải và thúc đẩy sản xuất hydro xanh bền vững từ nước biển.
Đổi mới sản xuất hydro bền vững thông qua phương pháp điện phân nước biển.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
