Tách nước biển để sản xuất hydro 'xanh'
Nước biển phân tách để tạo ra hydro 'xanh'
Nhóm quốc tế do Giáo sư Shizhang Qiao của Đại học Adelaide và Phó Giáo sư Yao Zheng từ Trường Kỹ thuật Hóa học dẫn đầu.
Shizhang Qiao, giáo sư nói:
Chúng tôi đã tách nước biển tự nhiên thành oxy và hydro với hiệu suất gần 100%, để tạo ra hydro xanh bằng phương pháp điện phân, sử dụng chất xúc tác không quý giá và rẻ tiền trong máy điện phân thương mại.
Một chất xúc tác không quý điển hình là oxit coban với oxit crom trên bề mặt của nó.
Yao Zheng, phó giáo sư cho biết:
Chúng tôi đã sử dụng nước biển làm nguyên liệu đầu vào mà không cần bất kỳ quy trình tiền xử lý nào như phân tách, tinh chế hoặc kiềm hóa bằng thẩm thấu ngược.
“Hiệu suất của một máy điện phân thương mại với các chất xúc tác của chúng tôi chạy trong nước biển gần với hiệu suất của các chất xúc tác bạch kim/iridi chạy trong một nguyên liệu là nước khử ion có độ tinh khiết cao.”
Nhóm đã công bố nghiên cứu của họ trên tạp chí Nature Energy.
“Các máy điện phân hiện nay được vận hành bằng nước điện phân có độ tinh khiết cao. Phó giáo sư Zheng cho biết nhu cầu hydro ngày càng tăng để thay thế một phần hoặc toàn bộ năng lượng do nhiên liệu hóa thạch tạo ra sẽ làm tăng đáng kể sự khan hiếm của các nguồn nước ngọt ngày càng hạn chế.
Nước biển là nguồn tài nguyên gần như vô hạn và được coi là chất điện phân nguyên liệu tự nhiên. Điều này thực tế hơn đối với các vùng có bờ biển dài và nhiều ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, nó không thực tế đối với những vùng khan hiếm nước biển.
Điện phân nước biển vẫn còn ở giai đoạn đầu phát triển so với điện phân nước tinh khiết do các phản ứng phụ của điện cực và sự ăn mòn phát sinh từ sự phức tạp của việc sử dụng nước biển.
Phó giáo sư Zheng cho biết: “Việc xử lý nước không tinh khiết đến mức độ tinh khiết của nước đối với các máy điện phân thông thường bao gồm khử muối và khử ion luôn là điều cần thiết, điều này làm tăng chi phí vận hành và bảo trì của các quy trình”.
“Công việc của chúng tôi cung cấp một giải pháp sử dụng trực tiếp nước biển mà không cần hệ thống tiền xử lý và bổ sung kiềm, cho thấy hiệu suất tương tự như hiệu suất của máy điện phân nước tinh khiết trưởng thành dựa trên kim loại hiện có.”
Nhóm nghiên cứu sẽ làm việc để mở rộng quy mô hệ thống bằng cách sử dụng một máy điện phân lớn hơn để có thể sử dụng nó trong các quy trình thương mại như sản xuất hydro cho pin nhiên liệu và tổng hợp amoniac.
Các nhà nghiên cứu đã tách thành công nước biển mà không cần xử lý trước để tạo ra hydro xanh.
Nhóm quốc tế do Giáo sư Shizhang Qiao của Đại học Adelaide và Phó Giáo sư Yao Zheng từ Trường Kỹ thuật Hóa học dẫn đầu.
Giáo sư Qiao cho biết: “Chúng tôi đã tách nước biển tự nhiên thành oxy và hydro với hiệu suất gần 100%, để tạo ra hydro xanh bằng phương pháp điện phân, sử dụng chất xúc tác không quý và rẻ tiền trong máy điện phân thương mại”.
Một chất xúc tác không quý điển hình là oxit coban với oxit crom trên bề mặt của nó.
“Hiệu suất của một máy điện phân thương mại với các chất xúc tác của chúng tôi chạy trong nước biển gần với hiệu suất của các chất xúc tác bạch kim/iridi chạy trong một nguyên liệu đầu vào là nước khử ion có độ tinh khiết cao.
Nhóm đã công bố nghiên cứu của họ trên tạp chí Nature Energy.
“Các máy điện phân hiện nay được vận hành bằng nước điện phân có độ tinh khiết cao. Phó giáo sư Zheng cho biết nhu cầu hydro ngày càng tăng để thay thế một phần hoặc toàn bộ năng lượng do nhiên liệu hóa thạch tạo ra sẽ làm tăng đáng kể sự khan hiếm của các nguồn nước ngọt ngày càng hạn chế.
Nước biển là nguồn tài nguyên gần như vô hạn và được coi là chất điện phân nguyên liệu tự nhiên. Điều này thực tế hơn đối với các vùng có bờ biển dài và nhiều ánh sáng mặt trời. Tuy nhiên, nó không thực tế đối với những vùng khan hiếm nước biển.
Điện phân nước biển vẫn còn ở giai đoạn đầu phát triển so với điện phân nước tinh khiết do các phản ứng phụ của điện cực và sự ăn mòn phát sinh từ sự phức tạp của việc sử dụng nước biển.
Phó giáo sư Zheng cho biết: “Việc xử lý nước không tinh khiết đến mức độ tinh khiết của nước đối với các máy điện phân thông thường bao gồm khử muối và khử ion luôn là điều cần thiết, điều này làm tăng chi phí vận hành và bảo trì của các quy trình”.
“Công việc của chúng tôi cung cấp một giải pháp sử dụng trực tiếp nước biển mà không cần hệ thống tiền xử lý và bổ sung kiềm, cho thấy hiệu suất tương tự như hiệu suất của máy điện phân nước tinh khiết trưởng thành dựa trên kim loại hiện có.”
Nhóm nghiên cứu sẽ làm việc để mở rộng quy mô hệ thống bằng cách sử dụng một máy điện phân lớn hơn để có thể sử dụng nó trong các quy trình thương mại như sản xuất hydro cho pin nhiên liệu và tổng hợp amoniac.
