Hệ thống tách nước lấy nhiên liệu xanh từ nước biển

Hệ thống tách nước lấy nhiên liệu xanh từ nước biểnMột nguyên mẫu có thể tạo ra nhiên liệu hydro từ nước biển. (Tín dụng: H. Dai, Yun Kuang, Michael Kenney) Các nhà nghiên cứu đã nghĩ ra cách tạo ra nhiên liệu hydro bằng năng lượng mặt trời, điện cực và nước mặn từ vịnh San Francisco.

Các phát hiện đã chứng minh một cách mới để tách hydro và khí oxy khỏi nước biển thông qua điện. Các phương pháp tách nước hiện có phụ thuộc vào nguồn nước tinh khiết cao, đây là nguồn tài nguyên quý giá và tốn kém để sản xuất.

Về mặt lý thuyết, để cung cấp năng lượng cho các thành phố và ô tô, bạn cần rất nhiều hydro, không thể hiểu được việc sử dụng nước tinh khiết, ông nói, Hongjie Dai, giáo sư hóa học tại Trường Khoa học và Nhân văn của Đại học Stanford và là đồng tác giả của bài báo. Chúng tôi hầu như không có đủ nước cho nhu cầu hiện tại của mình ở California.

Hydrogen là một lựa chọn hấp dẫn cho nhiên liệu vì nó không thải ra carbon dioxide, Dai nói. Đốt cháy hydro chỉ tạo ra nước và làm giảm bớt các vấn đề biến đổi khí hậu.

Dai cho biết phòng thí nghiệm của ông đã cho thấy bằng chứng về khái niệm với bản demo, nhưng các nhà nghiên cứu sẽ để lại cho các nhà sản xuất để mở rộng quy mô và sản xuất hàng loạt thiết kế.

Tách nhanh hơn mà không bị ăn mòn

Như một khái niệm, tách nước thành hydro và oxy bằng điện, gọi là điện phân, là một ý tưởng đơn giản và cũ: một nguồn năng lượng kết nối với hai điện cực đặt trong nước. Khi bật nguồn, bọt khí hydro thoát ra từ đầu cực âm được gọi là cực âm và oxy thở ra ở đầu cực dương của cực dương.

Nhưng clorua tích điện âm trong muối biển có thể ăn mòn phần cuối dương, hạn chế tuổi thọ của hệ thống. Dai và nhóm của ông muốn tìm cách ngăn chặn các thành phần nước biển đó phá vỡ các cực dương ngập nước.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nếu họ phủ cực dương bằng các lớp giàu điện tích âm, thì các lớp này đã đẩy lùi clorua và làm chậm sự phân rã của kim loại bên dưới.

Họ xếp lớp niken hydroxit sắt lên trên lớp niken sunfua, bao phủ lõi bọt niken. Bọt niken đóng vai trò là chất dẫn điện trong quá trình vận chuyển điện từ nguồn năng lượng và chất hydroxit sắt niken tạo ra điện phân, tách nước thành oxy và hydro. Trong quá trình điện phân, niken sunfua tiến hóa thành một lớp tích điện âm bảo vệ cực dương. Giống như hai đầu âm của hai nam châm đẩy vào nhau, lớp tích điện âm sẽ đẩy lùi clorua và ngăn nó chạm vào kim loại lõi.

Không có lớp phủ tích điện âm, cực dương chỉ hoạt động trong khoảng thời gian 12 trong nước biển, theo Michael Kenney, một sinh viên tốt nghiệp trong phòng thí nghiệm Dai và đồng tác giả của bài báo.

Toàn bộ điện cực rơi vào một vụn vỡ, ông Kennedy Kenney nói. Nhưng với lớp này, nó có thể đi được hơn một ngàn giờ.

Các nghiên cứu trước đây cố gắng tách nước biển để lấy nhiên liệu hydro đã chạy dòng điện thấp, bởi vì sự ăn mòn xảy ra ở dòng điện cao hơn. Nhưng Dai, Kenney và các đồng nghiệp của họ đã thực hiện nhiều lần điện hơn so với thiết bị nhiều lớp của họ, giúp nó tạo ra hydro từ nước biển với tốc độ nhanh hơn.

Tôi nghĩ rằng chúng tôi đã lập kỷ lục về dòng nước biển để phân chia nước.

Các thành viên trong nhóm đã tiến hành hầu hết các thử nghiệm của họ trong điều kiện phòng thí nghiệm có kiểm soát, nơi họ có thể điều chỉnh lượng điện vào hệ thống. Nhưng họ cũng thiết kế một máy trình diễn chạy bằng năng lượng mặt trời, sản xuất khí hydro và khí oxy từ nước biển từ vịnh San Francisco.

Và không có nguy cơ ăn mòn từ muối, thiết bị phù hợp với các công nghệ hiện tại sử dụng nước tinh khiết. Điều ấn tượng về nghiên cứu này là chúng tôi có thể hoạt động ở các dòng điện giống như những gì được sử dụng trong công nghiệp ngày nay, theo ông Kennedy Kenney.

Giải pháp đơn giản

Nhìn lại, Dai và Kenney có thể thấy sự đơn giản trong thiết kế của họ. Nếu chúng ta có một quả cầu pha lê ba năm trước, nó sẽ được thực hiện trong một tháng, Lâu Đại nói. Nhưng bây giờ họ đã tìm ra công thức cơ bản cho điện phân với nước biển, phương pháp mới sẽ mở ra cánh cửa để tăng khả năng sử dụng nhiên liệu hydro bằng năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió.

Trong tương lai, công nghệ có thể làm nhiều hơn là tạo ra năng lượng. Vì quá trình này cũng tạo ra oxy thở, thợ lặn hoặc tàu ngầm có thể mang các thiết bị vào đại dương và tạo ra oxy xuống bên dưới mà không cần phải nổi lên mặt nước.

Về mặt chuyển giao công nghệ, người ta chỉ có thể sử dụng các yếu tố này trong các hệ thống điện phân hiện có và điều đó có thể khá nhanh chóng, theo ông Dai Dai. Không giống như bắt đầu từ zero. Nó giống như bắt đầu từ phần trăm 80 hoặc 90.

Nghiên cứu xuất hiện trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia. Các nhà nghiên cứu bổ sung từ Đại học Công nghệ hóa học Bắc Kinh và Đại học Khoa học và Công nghệ Sơn Đông đã đóng góp cho công trình.

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ, Quỹ Khoa học Quốc gia, Quỹ Khoa học Quốc gia Trung Quốc và Dự án Nghiên cứu và Phát triển Quan trọng Quốc gia của Trung Quốc đã hỗ trợ nghiên cứu.

Nguồn: Erin I. Garcia De Jesus cho Đại học Stanford

Sách liên quan

Thị trường nội địa

đàn bà gan dạ

BẠN CŨNG CÓ THỂ THÍCH

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

theo dõi Nội bộ trên

icon facebookicon twitterbiểu tượng youtubebiểu tượng instagrambiểu tượng pintrestbiểu tượng rss

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

NHỮNG VIDEO MỚI NHẤT

Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
Cuộc di cư khí hậu vĩ đại đã bắt đầu
by super User
Cuộc khủng hoảng khí hậu đang buộc hàng nghìn người trên thế giới phải chạy trốn khi nhà cửa của họ ngày càng trở nên không thể ở được.
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
Kỷ băng hà cuối cùng cho chúng ta biết lý do tại sao chúng ta cần quan tâm đến sự thay đổi nhiệt độ 2oC
by Alan N Williams và cộng sự
Báo cáo mới nhất từ ​​Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu (IPCC) tuyên bố rằng không có sự sụt giảm đáng kể
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
Trái đất đã tồn tại được môi trường sống trong hàng tỷ năm - Chính xác là chúng ta đã may mắn đến mức nào?
by Toby Tyrrell
Phải mất 3 hoặc 4 tỷ năm tiến hóa để tạo ra Homo sapiens. Nếu khí hậu hoàn toàn thất bại chỉ một lần trong đó…
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
Lập bản đồ thời tiết 12,000 năm trước có thể giúp dự đoán biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào
by Brice Rea
Sự kết thúc của kỷ băng hà cuối cùng, khoảng 12,000 năm trước, được đặc trưng bởi một giai đoạn lạnh cuối cùng được gọi là Younger Dryas.…
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
Biển Caspi sẽ giảm 9 mét hoặc hơn thế kỷ này
by Frank Wesselingh và Matteo Lattuada
Hãy tưởng tượng bạn đang ở trên bờ biển, nhìn ra biển. Trước mặt bạn là 100 mét cát cằn cỗi trông giống như một…
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
Sao Kim giống Trái đất hơn, nhưng biến đổi khí hậu khiến nó không thể ở được
by Richard Ernst
Chúng ta có thể học được nhiều điều về biến đổi khí hậu từ Sao Kim, hành tinh chị em của chúng ta. Sao Kim hiện có nhiệt độ bề mặt là…
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
Năm sự hoài nghi về khí hậu: Khóa học về sự cố trong thông tin sai lệch về khí hậu
by John Cook
Video này là một khóa học về thông tin sai lệch về khí hậu, tóm tắt các lập luận chính được sử dụng để gây nghi ngờ về thực tế…
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
Bắc Cực đã không ấm thế này trong 3 triệu năm và điều đó có nghĩa là những thay đổi lớn đối với hành tinh
by Julie Brigham-Grette và Steve Petsch
Hàng năm, lượng băng biển bao phủ ở Bắc Băng Dương giảm xuống mức thấp vào giữa tháng 1.44. Năm nay, nó chỉ đo được XNUMX…

BÀI VIẾT MỚI NHẤT

ánh sáng rực rỡ từ dưới tòa nhà nhỏ ánh sáng ruộng bậc thang dưới bầu trời đầy sao
Đêm nóng làm rối loạn đồng hồ bên trong của cơm
by Matt Shipman-NC State
Nghiên cứu mới làm rõ những đêm nóng đang hạn chế năng suất cây trồng đối với cây lúa như thế nào.
Gấu bắc cực trên gò băng tuyết lớn
Biến đổi khí hậu đe dọa Vùng băng cuối cùng của Bắc Cực
by Hannah Hickey-U. Washington
Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng các bộ phận của vùng Bắc Cực được gọi là Vùng băng cuối đã cho thấy sự suy giảm của lượng băng trên biển vào mùa hè.
lõi ngô và lá trên mặt đất
Để cô lập carbon, để thức ăn thừa của cây trồng bị thối rữa?
by Ida Eriksen-U. Copenhagen
Nghiên cứu cho thấy các vật liệu thực vật có thể thối rữa trong đất tạo thành phân hữu cơ tốt và đóng vai trò quan trọng trong việc cô lập carbon.
hình ảnh
Cây cối đang chết khát trong đợt hạn hán ở phương Tây - đây là những gì đang diễn ra bên trong mạch máu của chúng
by Daniel Johnson, Trợ lý Giáo sư Sinh lý Cây và Sinh thái Rừng, Đại học Georgia
Giống như con người, cây cối cần nước để tồn tại trong những ngày khô nóng, và chúng chỉ có thể tồn tại trong thời gian ngắn dưới nhiệt độ khắc nghiệt…
hình ảnh
Khí hậu giải thích: cách IPCC đạt được sự đồng thuận khoa học về biến đổi khí hậu
by Rebecca Harris, Giảng viên cao cấp về Khí hậu học, Giám đốc, Chương trình Tương lai Khí hậu, Đại học Tasmania
Khi chúng ta nói rằng có một sự đồng thuận khoa học rằng khí nhà kính do con người tạo ra đang gây ra biến đổi khí hậu, thì điều gì…
Khí hậu nhiệt đang thay đổi chu trình nước trên Trái đất
by Tim Radford
Con người đã bắt đầu thay đổi chu trình nước của Trái đất, và không phải theo chiều hướng tốt: mong đợi những cơn mưa gió mùa muộn hơn và khát hơn…
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
Biến đổi khí hậu: khi các vùng núi ấm lên, các nhà máy thủy điện có thể dễ bị tổn thương
by Simon Cook, Giảng viên Cao cấp về Thay đổi Môi trường, Đại học Dundee
Khoảng 27 triệu mét khối đá và băng sông băng đã sụp đổ từ Đỉnh Ronti trên dãy Himalaya phía bắc Ấn Độ vào…
Di sản hạt nhân là một vấn đề đau đầu tốn kém cho tương lai
by Paul Brown
Làm thế nào để bạn lưu trữ an toàn chất thải hạt nhân đã qua sử dụng? Không ai biết. Nó sẽ là một cơn đau đầu tốn kém cho con cháu của chúng ta.

 Nhận tin mới nhất qua email

Tạp chí hàng tuần Cảm hứng hàng ngày

Thái độ mới - Khả năng mới

Nội địa.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Thị trường nội địa
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publications. Tất cả các quyền.