Как получить водород прямо из морской воды - опреснение не требуется

Потенциал водорода как экологически чистого топлива будущего невозможно переоценить. Водород называют решением важнейших энергетических проблем, особенно для отраслей, которые сложнее декарбонизировать, таких как производство, авиация и судоходство. В настоящее время почти весь водород в мире получают из ископаемого топлива, и его производство приводит к выбросу около 830 миллионов тонн углекислого газа в год. Однако производство «зеленого» водорода без выбросов, получаемого путем расщепления воды, настолько дорого, что оно практически нерентабельно и составляет всего 1% от общего объема производства водорода в мире. Группа исследователей из Университета RMIT разработала новый метод получения водорода непосредственно из морской воды.



Новый метод, разработанный исследователями Университета RMIT, позволяет разделить морскую воду непосредственно на водород и кислород, минуя необходимость опреснения и связанные с ним затраты, потребление энергии и выбросы углерода. Ведущий исследователь доктор Насир Махмуд, старший научный сотрудник при проректоре RMIT, говорит, что «зеленые» процессы производства водорода были дорогостоящими и зависели от использования пресной или опресненной воды. Новый подход, разработанный группой исследователей из многопрофильной исследовательской группы «Материалы для чистой энергии и окружающей среды» (MC2E) в RMIT, использует особый тип катализатора, разработанный специально для работы с морской водой. Исследование было направлено на получение высокоэффективных, стабильных катализаторов, которые могут быть изготовлены с минимальными затратами.



Наш метод получения водорода прямо из морской воды прост, масштабируем и гораздо более экономичен, чем любой другой метод получения зеленого водорода, существующий в настоящее время на рынке. При дальнейшем развитии мы надеемся, что это может способствовать созданию процветающей индустрии зеленого водорода во всем мире. Следующим этапом исследования является разработка прототипа электролизера, который сочетает в себе ряд катализаторов для производства большого количества водорода.

Принцип работы нового метода

Для получения зеленого водорода используется электролизер, который пропускает электрический ток через воду для разделения ее на составляющие элементы – водород и кислород. В настоящее время в таких электролизерах используются дорогостоящие катализаторы, они потребляют много энергии и воды. Кроме того, они имеют токсичный выход: не углекислый газ, а хлор.



Самым большим препятствием при использовании морской воды является хлор, который может образовываться в качестве побочного продукта. В новом подходе используется особый тип катализатора, разработанный специально для работы с морской водой. Исследование было направлено на получение высокоэффективных, стабильных катализаторов, которые можно производить с минимальными затратами. Для работы этих новых катализаторов требуется очень мало энергии, и их можно использовать при комнатной температуре.



Следующим этапом исследования станет разработка прототипа электролизера, который объединит ряд катализаторов для получения большого количества водорода. Махмуд сказал, что технология обещает значительно снизить стоимость электролизеров, достаточную для достижения цели правительства Австралии по производству экологически чистого водорода – $2/килограмм, чтобы сделать его конкурентоспособным по сравнению с водородом, получаемым из ископаемого топлива.

Преимущества водорода из морской воды

Зеленый водород из морской воды имеет огромный потенциал в качестве источника чистой энергии, особенно для многих отраслей промышленности, которые не могут легко перейти на использование возобновляемых источников энергии. Но чтобы быть действительно устойчивым, водород, который мы используем, должен быть на 100% свободен от углерода на протяжении всего жизненного цикла производства и не должен сокращать драгоценные запасы пресной воды в мире. Новый метод производства водорода прямо из морской воды, разработанный исследователями Университета RMIT, изменит ситуацию.



Новый метод прост, масштабируем и гораздо более экономически эффективен, чем все существующие на рынке экологически чистые методы получения водорода. Он не содержит двуокиси углерода и не требует производства хлора. Этот новый подход может значительно снизить стоимость электролизеров, сделав их конкурентоспособными по сравнению с водородом, получаемым из ископаемого топлива. Исследование было направлено на получение высокоэффективных, стабильных катализаторов, которые могут быть изготовлены с минимальными затратами.

RMIT University

Перекись водорода и куриный белок – Закваски

Набор для выживания бактерий в почве

Приготовление маточной закваски

обустройство жизни на своей земле во всем ее разнообразии...

1001-й раз худеем

Чем и как чистить печку/ведерко

Это интересно!

Новый ультрабыстрый метод дезинфекции воды: Будущее доступной и экологичной очистки воды

Доступ к чистой питьевой воде необходим для здоровья человека, но традиционные методы дезинфекции вызывают значительные экологические проблемы. Хлор был основным решением для дезинфекции воды в централизованных системах водоснабжения, но его вредные побочные химические продукты заставили исследователей искать более экологичное решение. Исследователи Технологического института Джорджии обнаружили новый ультрабыстрый метод дезинфекции воды, который не только снижает энергопотребление и стоимость, но и является более экологичным. В этой статье мы рассмотрим эту инновационную технологию, принцип ее работы и преимущества, которые она дает.

Проблема традиционных методов дезинфекции

Процесс дезинфекции воды подразумевает уничтожение вредных бактерий, вирусов и других микроорганизмов, которые могут вызывать заболевания. Традиционные методы дезинфекции, такие как хлорирование, используют химические вещества для уничтожения этих микроорганизмов. Хотя эти методы эффективны для предотвращения заболеваний, передающихся через воду, у них есть свои проблемы.

Хлорирование, например, производит вредные химические побочные продукты, такие как тригалометаны (THMs) и галоуксусные кислоты (HAAs). Эти побочные продукты связаны с различными проблемами со здоровьем, включая рак, репродуктивные проблемы и нарушения развития.

Кроме того, традиционные методы дезинфекции являются дорогостоящими и требуют больших затрат энергии. Это затрудняет доступную очистку воды в отдаленных районах или развивающихся странах.

Решение: Сверхбыстрая дезинфекция воды

Исследователи Технологического института Джорджии нашли новый ультрабыстрый метод дезинфекции воды, который использует небольшие разряды электричества для обеззараживания воды. Эта инновационная технология не только экономически эффективна, но и снижает потребление энергии и воздействие на окружающую среду.

Технология работает за счет использования локально усиленной обработки электрическим полем (LEEFT), чтобы подвести электричество непосредственно к бактериям. Электроды имеют золотые нанонаконечники, которые мгновенно накапливают концентрированные заряды при подключении к электричеству, что позволяет зарядам перемещаться к мембране и убивать бактерии гораздо быстрее. Такое практически мгновенное обеззараживание снижает количество электроэнергии, необходимой для дезинфекции воды, что делает эту технологию доступным вариантом санитарной обработки.

Принцип работы LEEFT

Традиционная обработка электрическим полем (CEFT) применяется для пастеризации пищевых продуктов, но она не нашла широкого применения для дезинфекции питьевой воды из-за относительно высокой стоимости. Когда вода и бактерии подвергаются воздействию электричества, клеточная мембрана бактерий действует как конденсатор в цепи. Обычно в CEFT низкая электропроводность воды означает, что наносекундные импульсы не смогут зарядить мембрану достаточно быстро, чтобы убить бактерии.

Исследователи создали локально усиленное электрическое поле (LEEFT), которое подводит электричество непосредственно к бактериям. Электроды имеют золотые нанонаконечники, которые мгновенно накапливают концентрированный заряд при подключении к электричеству, что позволяет зарядам перемещаться к мембране и убивать бактерии гораздо быстрее.

Чтобы протестировать технологию, исследователи изготовили золотые нанокончики на электродном крае чипа. Они добавили на чип модель бактерии Staphylococcus, которая часто используется в лабораториях и часто встречается в системах водоснабжения. Затем они подали электрические импульсы и наблюдали за реакцией бактерий в режиме реального времени под микроскопом.

Когда электричество подавалось под напряжением 40 киловольт на сантиметр в течение 200 наносекунд, 95% наноимпульсов успешно убили бактерии. По сравнению с обычным EFT, LEEFT снижает напряженность эклектического поля в восемь раз – и сокращает время лечения в 1 миллион раз.

Georgia Institute of Technology