Қытайлықтар теңіз суынан арзан сутегі өндіруге арналған катализатор жасады
Қытайлық ғалымдар теңіз суын электролиздеу үшін жаңа катализатор жасап шығарды, ол 7000 сағаттан астам уақыт бойы жоғары тиімділікті сақтайды. Бұл технология теңіз суынан сутегі алуды жеңілдетіп, арзандатуы мүмкін.
Vigor
Қытайлық зерттеушілер теңіз суын электролиздеу үшін жаңа катализатор жасап шығарды, ол үздіксіз 7000 сағаттан астам уақыт бойы жоғары тиімділігін сақтады. Бұл технология теңіз суынан сутегі алуды айтарлықтай жеңілдетуі мүмкін.
Сутегі — энергия көзі ретінде
Сутегі экологиялық таза энергияның болашағы зор көзі ретінде қарастырылады. Оны отын ретінде пайдаланғанда реакция нәтижесінде тек су түзіледі. Сутегіні судан электролиз әдісімен алуға болады, бұл кезде электр тогының әсерінен су молекулалары сутегі мен оттекке бөлінеді.
Дәстүрлі электролиздің мәселелері
Кәдімгі электролиз үшін тұщы су қажет, ал оның қоры шектеулі. Сондықтан теңіз суын пайдалану ұсынылады, себебі ол әлдеқайда мол. Алайда теңіз суын электролиздеуден бұрын әдетте тұщытады, бұл процестің құнын және күрделілігін арттырады. Теңіз суын тікелей электролиздеу кезінде хлорид-иондардың (Cl−) коррозиялық әсері сияқты бірқатар қиындықтар туындайды.
Қытай ғалымдарының жаңа шешімі
Оңтүстік Қытай технологиялық университетінің зерттеушілері аз мөлшердегі хлорид-иондар катализатор құрылымын қайта құруға көмектесіп, оның тиімділігін арттыра алатынын анықтады. Бұл зерттеу нәтижелері Nature Communications журналында жарияланды.
Жаңа катализатордың ерекшеліктері
Суды сутегі мен оттекке бөлу процесін жеделдету үшін катализаторлар қолданылады. Жаңа NiFe-MOF-S катализаторы никель дисульфиді (NiS2) нанобөлшектерінен тұрады, олар никель мен темір негізіндегі металл-органикалық қаңқаның (NiFe-MOF) наножапырақтарына орналастырылған. Мұндай құрылым хлорид-иондардың катализатордың белсенді аймақтарына қатысты орналасуын дәл реттеуге мүмкіндік береді.
Сынақтар мен тиімділік
NiFe-MOF-S катализаторы сілтілендірілген теңіз суында, яғни калий гидроксиді қосылған ортада сыналды. 1 см²-ге 500 миллиампер ток тығыздығына жету үшін небәрі 213 милливольт қосымша кернеу қажет болды, бұл стандартты калий гидроксиді ерітіндісіне қарағанда төмен (268 милливольт).
Катализатор жоғары тиімділікпен қатар ұзақ мерзімділікті де көрсетті: ол сілтілі теңіз суында 1 ампер/см² ток тығыздығында 7000 сағаттан астам жұмыс істеді, ал артық кернеу сағатына небәрі 1,4 микровольтқа ғана артты.
Өнеркәсіптік сынақтар
Жаңа катализаторы бар электролизер өнеркәсіптік жағдайларға жақын ортада да сыналды. Бұл жағдайда құрылғы 1500 сағаттан астам тұрақты жұмыс істеді.