Според група истражувачи од Универзитетот во Пенсилванија, моќта на сонцето, ветрот и морето наскоро може да се здружат за да произведат еколошки водородно гориво. Тимот ја интегрираше технологијата за прочистување на водата во нов експериментален проект електролизер за морска вода, кој користи електрична струја за да ги одвои водородот и кислородот во молекулите на водата.
Според Брус Логан, професор по инженерство за животна средина на Капа и професор на Универзитетот Еван Пју, овој нов метод на „расцепување на морската вода“ може да ја олесни конверзијата на ветерот и сончевата енергија во складишни и преносливи горива.
„Водородот е одлично гориво, но мора да го набавите“, рече Логан. - Единствениот одржлив начин да се направи тоа е да се користи обновливата енергија и да се произведува од вода. Исто така, треба да користите вода што луѓето не сакаат да ја користат за други цели, а тоа би била морска вода. Така, Светиот грал за производство на водород мораше да ги комбинира морската вода, ветерот и сончевата енергија што се наоѓаат во крајбрежните и морските средини“.
И покрај изобилството на морска вода, таа обично не се користи за одвојување на водата. Ако водата не се десалинизира пред да се внесе во електролизаторот - скап дополнителен чекор - јоните на хлор во морската вода се претвораат во токсичен гас хлор, кој ја уништува опремата и навлегува во околината.
За да се спречи ова, истражувачите вметнаа тенка, полупропустлива мембрана првично дизајнирана да ја прочистува водата при третман со обратна осмоза (RO). Мембраната за обратна осмоза ја замени мембраната за размена на јони што вообичаено се користи во електролизерите.
„Идејата зад обратна осмоза е дека вие ставате навистина висок притисок врз водата, туркајќи ја низ мембраната и задржувајќи ги јоните на хлор зад себе“, рече Логан.
Во електролизаторот, морската вода повеќе нема да турка низ мембраната за обратна осмоза, туку ќе биде задржана од неа. Мембраната се користи за одвојување на реакции кои се случуваат во близина на две потопени електроди - позитивно наелектризирана анода и негативно наелектризирана катода - поврзани со надворешен извор на енергија. Кога напојувањето е вклучено, молекулите на водата почнуваат да се делат на анодата, ослободувајќи ситни водородни јони наречени протони и формирајќи кислороден гас. Протоните потоа минуваат низ мембраната и се комбинираат со електроните на катодата за да формираат водороден гас.
Со инсталирана мембрана за обратна осмоза, морската вода останува на страната на катодата, а јоните на хлорот се премногу големи за да поминат низ мембраната и да стигнат до анодата, спречувајќи формирање на гас хлор.
Но, при разделувањето на водата, како што истакна Логан, другите соли намерно се раствораат во водата за да ја направат спроводлива. Мембраната за размена на јони, која ги филтрира јоните со електричен полнеж, дозволува јони на сол да минуваат низ неа. Не постои мембрана за обратна осмоза.
Бидејќи движењето на поголемите јони е ограничено од мембраната RO, истражувачите требаше да тестираат дали ситните протони што се движат низ порите се доволни за одржување на висока електрична струја.
Во серија експерименти, истражувачите тестираа две комерцијално достапни мембрани за обратна осмоза и две мембрани за размена на катјони, тип на мембрана за размена на јони што овозможува движење на сите позитивно наелектризирани јони во системот. Секој од нив беше тестиран за отпорноста на мембраната на движењето на јоните. Пресметана е и количината на енергија потребна за завршување на реакциите, следено е формирањето на гасовитиот водород и кислород, се анализира интеракцијата со јоните на хлор и оштетувањето на мембраната.
Истражувачите неодамна добија грант од 300 американски долари од Националната научна фондација (NSF) за да продолжат со истражување за електролиза на морската вода. Логан се надева дека нивното истражување ќе одигра клучна улога во намалувањето на емисиите на јаглерод диоксид ширум светот.
Прочитајте исто така:
- TSMC: во 2021 година ќе се појават тест копии од 3nm процесори
- Гравитацијата предизвикува еднообразност на универзумот