Disponibilitatea limitată a resurselor de apă dulce, reprezentând doar aproximativ 3,5% din totalul apei de pe Pământ, a subliniat importanța utilizării abundentei de apă de mare pentru reciclarea energiei. Desalinizarea apei de mare prezintă o soluție viabilă pentru abordarea deficitului de resurse de apă potabilă; cu toate acestea, metodele tradiționale, cum ar fi distilarea și tratarea cu membrană, sunt adesea costisitoare.
Accelerarea unei economii energetice bazate pe hidrogen este crucială pentru atingerea neutralității carbonului și a emisiilor de carbon de vârf. În conformitate cu aceasta, „Planul de acțiune pentru vârful carbonului până în 2030” emis de Consiliul de Stat subliniază necesitatea de a se concentra pe producția de hidrogen din surse regenerabile cu costuri reduse și pe inovația tehnologică. De asemenea, evidențiază importanța accelerării cercetării, dezvoltării și aplicațiilor demonstrative ale tehnologiei hidrogenului în diferite sectoare, cum ar fi industria, transporturile și construcțiile.
Apa de mare diferă semnificativ de apa dulce, constituind aproximativ 96,5% din apa Pământului și conținând un amestec complex de 92 de substanțe chimice și elemente. Salinitatea apei de mare este de aproximativ 35 PSU (35‰), iar ionii de sodiu, magneziu, calciu, potasiu, clor și sulfat cuprind peste 99% din conținutul total de sare. Producția de hidrogen din apa de mare se confruntă cu provocări din cauza prezenței a numeroși ioni, microorganisme și particule, care pot duce la probleme precum competiția în reacții adverse, dezactivarea catalizatorului și murdărirea membranei.
Două abordări tehnologice distincte au fost dezvoltate pentru producția de hidrogen din apa de mare: producția directă și producția indirectă. Producția directă implică electroliza sau fotoliza apei. Cele mai importante instituții de cercetare din întreaga lume, inclusiv Academia Chineză de Științe, Centrul Național de Cercetare Științifică din Franța, Universitatea de Tehnologie Tohoku din Japonia, Universitatea de Tehnologie Chimică din Beijing, Consiliul de Cercetare Științifică și Industrială din India și Universitatea din Houston, sunt implicate activ în activități directe. cercetarea producției de hidrogen. Producția indirectă, pe de altă parte, combină tehnologiile de desalinizare a apei de mare cu procese hidrolitice precum electroliza, fotoliza și piroliza.
În prezent, peste 90% din hidrogenul mondial este produs din surse de energie pe bază de carbon, cum ar fi cărbunele și gazul natural. Cu toate acestea, există un interes tot mai mare pentru producția de hidrogen pe bază de apă, având în vedere implicațiile viitoare ale neutralității carbonului și deficitul de resurse de apă dulce. „Tehnologia de producere a hidrogenului prin electroliză directă in situ a apei de mare fără desalinizare” are o importanță teoretică, tehnologică și strategică imensă.
În iulie a acestui an, Institutul de Tehnologie și Inginerie a Materialelor din Ningbo, Academia Chineză de Științe, a raportat o dezvoltare revoluționară în producerea hidrogenului din apa de mare prin electroliză la temperatură înaltă folosind o celulă de combustibil tubulară plată cu oxid solid. Echipa de cercetare a obținut o eficiență impresionantă de conversie a energiei de 72,47% fără a fi nevoie de catalizatori de metale nobile. Experimentele pe termen lung au demonstrat modificări minime în structura, compoziția și performanța celulei, în timp ce tensiunea electrolitică a rămas semnificativ mai mică decât cea a celulelor la temperatura camerei.
Cercetătorii au efectuat electroliza la 750 de grade prin trecerea hidrogenului, acționând ca un gaz purtător, prin celula electrolitică de oxid solid care conține apă de mare volatilizată și transportată din apele de coastă ale orașului Ningbo. Prin încălzirea și evaporarea în prealabil a apei de mare, majoritatea impurităților au fost împiedicate să intre direct în contact cu electrolizorul, minimizând riscul de deteriorare.
A lua legatura:
Dacă aveți întrebări, vă rugăm să nu ezitați să ne contactați. Program de lucru: 8:30 - 17:30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
