Den begränsade tillgången på sötvattenresurser, som bara står för cirka 3,5 % av det totala vattnet på jorden, har betonat betydelsen av att använda rikligt med havsvatten för energiåtervinning. Avsaltning av havsvatten är en hållbar lösning för att ta itu med bristen på dricksvattenresurser; traditionella metoder som destillation och membranbehandling är dock ofta dyra.
Accelerationen av en vätebaserad energiekonomi är avgörande för att uppnå koldioxidneutralitet och maximala koldioxidutsläpp. I linje med detta betonar "Carbon Peak by 2030 Action Plan" som utfärdats av The State Council behovet av att fokusera på lågkostnadsproduktion av förnybar energi och teknisk innovation. Det belyser också vikten av att påskynda forskning, utveckling och demonstrationstillämpningar av vätgasteknik inom olika sektorer som industri, transport och konstruktion.
Havsvatten skiljer sig markant från sötvatten, utgör cirka 96,5 % av jordens vatten och innehåller en komplex blandning av 92 kemikalier och grundämnen. Salthalten i havsvatten är cirka 35 PSU (35‰), med natrium-, magnesium-, kalcium-, kalium-, klor- och sulfatjoner som utgör över 99 % av dess totala saltinnehåll. Vätgasproduktion från havsvatten står inför utmaningar på grund av närvaron av många joner, mikroorganismer och partiklar, vilket kan leda till problem som konkurrens i negativa reaktioner, katalysatordeaktivering och membrannedsmutsning.
Två distinkta tekniska tillvägagångssätt har utvecklats för väteproduktion från havsvatten: direkt produktion och indirekt produktion. Direkt produktion innebär elektrolys eller fotolys av vatten. Ledande forskningsinstitutioner över hela världen, inklusive den kinesiska vetenskapsakademin, Frankrikes nationella centrum för vetenskaplig forskning, Japans Tohoku University of Technology, Beijing University of Chemical Technology, Indiens råd för vetenskaplig och industriell forskning och University of Houston, är aktivt involverade i direkt forskning om väteproduktion. Indirekt produktion, å andra sidan, kombinerar teknik för avsaltning av havsvatten med hydrolytiska processer som elektrolys, fotolys och pyrolys.
För närvarande produceras mer än 90 % av världens väte från kolbaserade energikällor, såsom kol och naturgas. Det finns dock ett växande intresse för vattenbaserad väteproduktion, med tanke på de framtida konsekvenserna av kolneutralitet och bristen på sötvattenresurser. "In situ havsvatten direkt elektrolys väteproduktionsteknik utan avsaltning" har en enorm teoretisk, teknologisk och strategisk betydelse.
I juli i år rapporterade Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, en banbrytande utveckling av att producera väte från havsvatten genom högtemperaturelektrolys med hjälp av en platt rörformig bränslecell av fast oxid. Forskargruppen uppnådde en imponerande energiomvandlingseffektivitet på 72,47 % utan behov av ädelmetallkatalysatorer. Långtidsexperiment visade minimala förändringar i cellens struktur, sammansättning och prestanda, medan den elektrolytiska spänningen förblev betydligt lägre än för rumstemperaturceller.
Forskarna utförde elektrolys vid 750 grader genom att passera väte, som fungerar som en bärargas, genom den elektrolytiska cellen med fast oxid som innehåller havsvatten som förflyktigats och transporterats från kustvattnet i Ningbo City. Genom att värma och förånga havsvattnet i förväg förhindrades de flesta föroreningar från att komma i direkt kontakt med elektrolysatorn, vilket minimerar risken för skador.
Kontakt:
Om du har några frågor är du välkommen att kontakta oss. Arbetstider: 8:30 till 17:30
E-post:zhangjixia@bjygti.com
