Obmedzená dostupnosť sladkovodných zdrojov, ktoré predstavujú len približne 3,5 % celkovej vody na Zemi, zdôraznila význam využívania hojnej morskej vody na recykláciu energie. Odsoľovanie morskej vody predstavuje životaschopné riešenie na riešenie nedostatku zdrojov pitnej vody; tradičné metódy ako destilácia a membránová úprava sú však často nákladné.
Zrýchlenie energetického hospodárstva založeného na vodíku je kľúčové pre dosiahnutie uhlíkovej neutrality a maximálnych emisií uhlíka. V súlade s tým „Akčný plán Carbon Peak do 2030“, ktorý vydala Štátna rada, zdôrazňuje potrebu zamerať sa na nízkonákladovú výrobu vodíka z obnoviteľných zdrojov energie a technologické inovácie. Zdôrazňuje tiež dôležitosť urýchlenia výskumu, vývoja a demonštračných aplikácií vodíkovej technológie v rôznych sektoroch, ako je priemysel, doprava a stavebníctvo.
Morská voda sa výrazne líši od sladkej vody, tvorí približne 96,5 % vody na Zemi a obsahuje komplexnú zmes 92 chemikálií a prvkov. Slanosť morskej vody je okolo 35 PSU (35‰), pričom ióny sodíka, horčíka, vápnika, draslíka, chlóru a síranov tvoria viac ako 99 % celkového obsahu solí. Výroba vodíka z morskej vody čelí výzvam v dôsledku prítomnosti mnohých iónov, mikroorganizmov a častíc, čo môže viesť k problémom, ako je konkurencia v nepriaznivých reakciách, deaktivácia katalyzátora a zanášanie membrány.
Na výrobu vodíka z morskej vody boli vyvinuté dva odlišné technologické prístupy: priama výroba a nepriama výroba. Priama výroba zahŕňa elektrolýzu alebo fotolýzu vody. Popredné výskumné inštitúcie na celom svete vrátane Čínskej akadémie vied, francúzskeho Národného centra pre vedecký výskum, japonskej Technickej univerzity v Tohoku, Pekinskej univerzity chemickej technológie, Rady pre vedecký a priemyselný výskum Indie a Univerzity v Houstone sa aktívne podieľajú na priamych výskum výroby vodíka. Nepriama výroba na druhej strane kombinuje technológie odsoľovania morskej vody s hydrolytickými procesmi, ako je elektrolýza, fotolýza a pyrolýza.
V súčasnosti sa viac ako 90 % svetového vodíka vyrába zo zdrojov energie na báze uhlíka, ako je uhlie a zemný plyn. Rastie však záujem o výrobu vodíka na báze vody, vzhľadom na budúce dôsledky uhlíkovej neutrality a nedostatku sladkovodných zdrojov. „Technológia výroby vodíka priamou elektrolýzou morskej vody in situ bez odsoľovania“ má obrovský teoretický, technologický a strategický význam.
V júli tohto roku Inštitút materiálovej technológie a inžinierstva Ningbo, Čínska akadémia vied, informoval o prelomovom vývoji vo výrobe vodíka z morskej vody prostredníctvom vysokoteplotnej elektrolýzy pomocou plochého rúrkového palivového článku s tuhým oxidom. Výskumný tím dosiahol pôsobivú účinnosť premeny energie 72,47 % bez potreby katalyzátorov z ušľachtilých kovov. Dlhodobé experimenty preukázali minimálne zmeny v štruktúre, zložení a výkone článku, pričom elektrolytické napätie zostalo výrazne nižšie ako u článkov s izbovou teplotou.
Vedci vykonali elektrolýzu pri 750 stupňoch prechodom vodíka, ktorý pôsobí ako nosný plyn, cez elektrolytický článok s pevným oxidom obsahujúcim morskú vodu, ktorá sa odparuje a prenáša z pobrežných vôd mesta Ningbo. Predbežným zahriatím a odparením morskej vody sa väčšine nečistôt zabránilo v priamom kontakte s elektrolyzérom, čím sa minimalizovalo riziko poškodenia.
Kontakt:
Ak máte akékoľvek otázky, neváhajte nás kontaktovať. Pracovná doba: od 8:30 do 17:30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
