Η περιορισμένη διαθεσιμότητα πόρων γλυκού νερού, που αντιπροσωπεύει μόνο περίπου το 3,5% του συνολικού νερού στη Γη, έχει τονίσει τη σημασία της χρήσης άφθονου θαλασσινού νερού για ανακύκλωση ενέργειας. Η αφαλάτωση του θαλασσινού νερού αποτελεί μια βιώσιμη λύση για την αντιμετώπιση της σπανιότητας των πόρων πόσιμου νερού. Ωστόσο, οι παραδοσιακές μέθοδοι όπως η απόσταξη και η επεξεργασία με μεμβράνη είναι συχνά δαπανηρές.
Η επιτάχυνση μιας ενεργειακής οικονομίας που βασίζεται στο υδρογόνο είναι ζωτικής σημασίας για την επίτευξη της ουδετερότητας του άνθρακα και των κορυφαίων εκπομπών άνθρακα. Σύμφωνα με αυτό, το «Σχέδιο Δράσης Κορυφής του Άνθρακα έως το 2030» που εκδόθηκε από το Κρατικό Συμβούλιο τονίζει την ανάγκη εστίασης στην παραγωγή υδρογόνου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας χαμηλού κόστους και στην τεχνολογική καινοτομία. Υπογραμμίζει επίσης τη σημασία της επιτάχυνσης των εφαρμογών έρευνας, ανάπτυξης και επίδειξης της τεχνολογίας υδρογόνου σε διάφορους τομείς όπως η βιομηχανία, οι μεταφορές και οι κατασκευές.
Το θαλασσινό νερό διαφέρει σημαντικά από το γλυκό νερό, καθώς αποτελεί περίπου το 96,5% του νερού της Γης και περιέχει ένα σύνθετο μείγμα 92 χημικών ουσιών και στοιχείων. Η αλατότητα του θαλασσινού νερού είναι περίπου 35 PSU (35‰), με τα ιόντα νατρίου, μαγνησίου, ασβεστίου, καλίου, χλωρίου και θειικών να αποτελούν πάνω από το 99% της συνολικής περιεκτικότητάς του σε αλάτι. Η παραγωγή υδρογόνου από το θαλασσινό νερό αντιμετωπίζει προκλήσεις λόγω της παρουσίας πολυάριθμων ιόντων, μικροοργανισμών και σωματιδίων, τα οποία μπορούν να οδηγήσουν σε ζητήματα όπως ο ανταγωνισμός στις ανεπιθύμητες αντιδράσεις, η απενεργοποίηση του καταλύτη και η ρύπανση της μεμβράνης.
Δύο διακριτές τεχνολογικές προσεγγίσεις έχουν αναπτυχθεί για την παραγωγή υδρογόνου από θαλασσινό νερό: η άμεση παραγωγή και η έμμεση παραγωγή. Η άμεση παραγωγή περιλαμβάνει ηλεκτρόλυση ή φωτόλυση του νερού. Κορυφαία ερευνητικά ιδρύματα παγκοσμίως, όπως η Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, το Εθνικό Κέντρο Επιστημονικής Έρευνας της Γαλλίας, το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Tohoku της Ιαπωνίας, το Πανεπιστήμιο Χημικής Τεχνολογίας του Πεκίνου, το Συμβούλιο Επιστημονικής και Βιομηχανικής Έρευνας της Ινδίας και το Πανεπιστήμιο του Χιούστον, συμμετέχουν ενεργά σε έρευνα παραγωγής υδρογόνου. Η έμμεση παραγωγή, από την άλλη πλευρά, συνδυάζει τεχνολογίες αφαλάτωσης θαλασσινού νερού με υδρολυτικές διεργασίες όπως η ηλεκτρόλυση, η φωτόλυση και η πυρόλυση.
Επί του παρόντος, περισσότερο από το 90% του υδρογόνου στον κόσμο παράγεται από πηγές ενέργειας με βάση τον άνθρακα, όπως ο άνθρακας και το φυσικό αέριο. Ωστόσο, υπάρχει αυξανόμενο ενδιαφέρον για την παραγωγή υδρογόνου με βάση το νερό, λαμβάνοντας υπόψη τις μελλοντικές επιπτώσεις της ουδετερότητας του άνθρακα και της σπανιότητας των πόρων γλυκού νερού. Η «τεχνολογία παραγωγής υδρογόνου με άμεση ηλεκτρόλυση in situ θαλασσινού νερού χωρίς αφαλάτωση» έχει τεράστια θεωρητική, τεχνολογική και στρατηγική σημασία.
Τον Ιούλιο του τρέχοντος έτους, το Ινστιτούτο Τεχνολογίας και Μηχανικής Υλικών Ningbo, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, ανέφερε μια πρωτοποριακή εξέλιξη στην παραγωγή υδρογόνου από θαλασσινό νερό μέσω ηλεκτρόλυσης υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιώντας μια επίπεδη σωληνοειδή κυψέλη καυσίμου στερεού οξειδίου. Η ερευνητική ομάδα πέτυχε εντυπωσιακή απόδοση μετατροπής ενέργειας 72,47% χωρίς την ανάγκη καταλυτών ευγενών μετάλλων. Μακροχρόνια πειράματα κατέδειξαν ελάχιστες αλλαγές στη δομή, τη σύνθεση και την απόδοση της κυψέλης, ενώ η ηλεκτρολυτική τάση παρέμεινε σημαντικά χαμηλότερη από αυτή των κυψελών σε θερμοκρασία δωματίου.
Οι ερευνητές διεξήγαγαν ηλεκτρόλυση στις 750 μοίρες περνώντας υδρογόνο, που λειτουργεί ως φέρον αέριο, μέσω της ηλεκτρολυτικής κυψέλης στερεού οξειδίου που περιέχει θαλασσινό νερό που εξατμίζεται και μεταφέρεται από τα παράκτια ύδατα της πόλης Ningbo. Με τη θέρμανση και την εξάτμιση του θαλασσινού νερού εκ των προτέρων, οι περισσότερες ακαθαρσίες εμποδίστηκαν να έρθουν σε άμεση επαφή με τον ηλεκτρολύτη, ελαχιστοποιώντας τον κίνδυνο ζημιάς.
Επικοινωνία:
Εάν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας. Ώρες λειτουργίας: 8:30 π.μ. έως 17:30 μ.μ
ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ:zhangjixia@bjygti.com
