Vätgas potential som en ren energikälla blir erkänd över hela världen, och Kina gör anmärkningsvärda framsteg på detta område. Medan elektrolysering av vatten med förnybar energi har skapat rubriker, har kinesiska forskare tagit det ett steg längre genom att direkt elektrolysera havsvatten, en banbrytande innovation.
Under ledning av vetenskapsmannen Wang Erdong från Dalian Institute of Chemical Physics, en gren av den kinesiska vetenskapsakademin, tillkännagav laget nyligen en stor bedrift: över 2000 timmar i följd av stabil väteproduktion från havsvatten. Det som skiljer deras system åt är inte bara dess effektivitet utan också dess imponerande energieffektivitet, med en genomsnittlig likströmsförbrukning på bara 4,04 kWh per kubikmeter väte.
Direkt elektrolys av havsvatten kan låta enkelt, men det innebär stora utmaningar. Havet är en komplex blandning av olika joniska element, inklusive klorid-, magnesium- och kalciumjoner. Dessa joner har varit kända för att utlösa oönskade sidoreaktioner, vilket leder till problem som klorfällning och utrustningskorrosion, vilket hindrar processens tillförlitlighet och effektivitet.
För att övervinna dessa utmaningar antog teamet ett heltäckande tillvägagångssätt. De genomförde omfattande forskning, utvecklade specialiserade material och designade integrerade system. Deras ansträngningar fokuserade på katalysatorutveckling, elektrodreaktioner och elektrolytreglering.
Deras prestationer inkluderar skapandet av avancerade klorresistenta elektroder för syreutveckling, elektroder som förhindrar avsättning av kalcium och magnesiumjoner under väteutveckling, en högeffektiv elektrolysördesign skräddarsydd för havsvatten och automatiserad kontrollteknik för elektrolytkoncentration. Dessa innovationer är inte bara teoretiska; teamet har lämnat in 17 patentansökningar relaterade till havsvattenelektrolys, vilket har etablerat en stark portfölj av immateriella rättigheter.
Prestandan för deras 1 kubikmeter per timme havsvattenelektrolysenhet är särskilt imponerande. Med användning av naturligt havsvatten från Daliansjön uppvisade enheten enastående resultat under sin 2000-timmars testkörning: en genomsnittlig kammarspänning på 1,69 V, energieffektivitet på 4,04 kWh per kubikmeter väte och en syreklorhalt på mindre än 20 delar per miljard.
Driven av sin ambition arbetar Wang Erdong och hans team redan på nästa iteration, som syftar till att fördubbla elektrolysatorns strömtäthet under samma spänning, vilket ytterligare förbättrar dess effektivitet.
