Výkonná sestava krok za krokem při pokojové teplotě, která poskytuje mnoho možností nízké ceny.
Mořská voda obsahuje asi 96% veškeré podzemní vody, což z ní činí atraktivní zdroj pro uspokojení rostoucí celosvětové poptávky po čisté pitné vodě a energii bez uhlíku. A vědci již mají stejné technické dovednosti, aby ztratili mořskou vodu a rozložili ji na výrobu vodíku, který je požadován jako zdroj čisté energie.
Ačkoli konvenční metody vyžadují mnoho kroků prováděných při vysokých teplotách po dlouhou dobu k výrobě katalyzátoru s potřebnou účinností. To vyžaduje spoustu energie a zvyšuje náklady.
Vědci z University of Houston uvádějí pokročilý kyslíkový katalyzátor, který trvá několik minut, než se zvýší pokojová teplota v komerčně dostupné niklové pěně. Ve spojení s dříve hlášenou příčinou reakce na vývoj vodíku je možné splnit současný požadavek průmyslu na celkovou distribuci mořské vody při nízkém napětí. Práce je popsána v příspěvku publikovaném Energetická a environmentální věda.
Zhifeng Ren, ředitel Texaského centra supravodivosti v UH (TcSUH) a odpovídající autor příspěvku uvedl, že rychlost a nízké náklady jsou pro komercializaci důležité.
„Ať už je objev jakýkoli, jakýkoli technologický pokrok, bez ohledu na to, jak dobrý je, konečné náklady budou hrát velmi důležitou roli,“ řekl. Pokud je cena zakázána, nebude prodána. V tomto článku vidíme způsob, jak snížit náklady, aby podnikání mohlo být pro zákazníky jednodušší a přijatelnější. “
Tým vědců vedený Zhifengem Renem, ředitelem Texaského centra supravodivosti na univerzitě v Houstonu, uvádí katalyzátor měnící kyslík, který trvá několik minut, než se zvýší pokojová teplota, a má schopnost vytvářet čistou pitnou vodu a vodík z mořské vody. . Uznání: University of Houston
Renův výzkumný tým a další již dříve uváděli sloučeninu nikl-železo (oxy) hydroxid jako příčinu oddělení mořské vody, ale výroba materiálu vyžaduje zdlouhavý proces prováděný při pokojové teplotě. 300 Celsia a 600 stupňů Celsia nebo až 1100 stupňů Fahrenheita. Vzhledem k vysokým nákladům na energii je to pro komerční použití nepraktické a vysoká teplota zhoršuje strukturní a mechanickou integritu niklové pěny, což vyvolává obavy o dlouhodobou stabilitu, říká Ren., Který je také profesorem fyziky na MD Anderson. UH.
Aby se vyřešila jak cena, tak stabilita, objevili vědci proces nanášení hydroxidu nikel-železo (oxy) na niklovou pěnu, dotovanou malým množstvím síry za vzniku katalyzátoru účinné teploty. V obývacím pokoji po dobu pěti minut. Říká se, že práce při pokojové teplotě snižuje náklady a zlepšuje mechanickou stabilitu.
„Aby se zlepšila vodíková ekonomika, je nutné zlepšit nákladově efektivní a rychlé metody integrace katalyzátorů na bázi NiFe (oxy) pro vysoce výkonnou elektrolýzu mořské vody,“ napsali. „V této práci jsme vyvinuli postupný přístup k vývoji samonosných S / dopovaných Ni / Fe (oxy) katalyzátorů z komerční Ni pěny za 1 až 5 minut při pokojové teplotě.
Spolu s Renem jsou spoluautoři Luo Yu a Libo Wu, Brian McElhenny, Shaowei Song, Dan Luo, Fanghao Zhang a Shuo Chen, všichni s UH Katedra fyziky a TcSUH; a Ying Yu z College of Physical Science and Technology na Central China Normal University.
Ren tvrdí, že jedním z klíčů k metodologii výzkumných pracovníků je rozhodnutí použít chemickou reakci k výrobě požadovaného materiálu, spíše než tradiční zaměření energie na fyzickou transformaci.
“Což nás přivádí ke správné struktuře, správné přísadě pro rostoucí kyslíkový katalyzátor,” říká.
Reference: „Ultrarychlé složení pokojové teploty porézních S / dopovaných Ni / Fe (oxy) hydroxidových elektrod pro katalýzu vývoje kyslíku v mořské vodě“ od Luo Yu, Libo Wu, Briana McElhennyho, Shaowei Song, Dan Luo, Fanghao Zhang, Ying Yu, Shuo Chen a Zhifeng Ren, 2. června 2020, Energetická a environmentální věda.
DOI: 10.1039 / D0EE00921K