Noul catalizator Mută ​​desalinizarea apei de mare, producția de hidrogen mai aproape de comercializare

Asamblarea rapidă, într-un singur pas, la temperatura camerei oferă o eficiență ridicată la un cost redus.

Apa de mare reprezintă aproximativ 96% din toată apa de pe uscat, ceea ce o face o resursă atrăgătoare pentru satisfacerea nevoii tot mai mari a lumii de apă potabilă curată și energie fără carbon. Și oamenii de știință au deja capacitatea tehnică de a desaliniza apa de mare și de a o împărți pentru a produce hidrogen, care este căutat ca sursă de energie curată.

Dar metodele existente necesită etape multiple efectuate la temperaturi ridicate pe o perioadă lungă de timp pentru a produce un catalizator cu eficiența necesară. Acest lucru necesită cantități semnificative de energie și crește costul.

Cercetătorii de la Universitatea din Houston au raportat un catalizator de oxigen în evoluție care durează doar câteva minute pentru a crește la temperatura camerei în spuma de nichel disponibilă pe piață. Împreună cu un catalizator de reacție de evoluție a hidrogenului raportat anterior, poate atinge densitatea necesară din punct de vedere industrial pentru separarea generală a apei de mare la tensiune scăzută. Lucrarea este descrisă într-o lucrare publicată în Știința energiei și a mediului.

Zhifeng Ren, directorul Centrului pentru Superconductivitate din Texas la UH (TcSUH) și autorul relevant pentru lucrare, au declarat că producția rapidă și cu costuri reduse este esențială pentru comercializare.

„Fiecare descoperire, fiecare dezvoltare a tehnologiei, oricât de bună ar fi, costul final va juca cel mai important rol”, a spus el. „Dacă costul este uluitor, nu îl va face comercializabil. În această lucrare, am găsit o modalitate de a reduce costurile, astfel încât comercializarea să fie mai ușoară și mai acceptabilă pentru clienți. “

Zhifeng Ren

O echipă de cercetători condusă de Zhifeng Ren, directorul Centrului pentru Superconductivitate din Texas, de la Universitatea din Houston, a raportat un catalizator de oxigen în evoluție care durează doar câteva minute pentru a se ridica la temperatura camerei și este capabil să producă la fel de eficient ca și băutura curată apă și hidrogen din apa de mare Credit: Universitatea din Houston

Grupul de cercetare Ren și alții au raportat anterior un compus de hidroxid de nichel-fier (oxid) ca catalizator pentru separarea apei de mare, dar producția materialului a necesitat un proces îndelungat efectuat la temperaturi între 300 Celsius și 600 Celsius, sau până la 1.100 de grade Fahrenheit. Costul ridicat al energiei a făcut-o impracticabilă pentru utilizarea comercială, iar temperaturile ridicate au degradat integritatea structurală și mecanică a spumei de nichel, ceea ce face ca stabilitatea pe termen lung să fie o preocupare, a spus Ren, care este, de asemenea, MD Anderson profesor de fizică la UH.

Pentru a aborda costurile și stabilitatea, cercetătorii au descoperit un proces de utilizare a nichelului-fier- (oxi) hidroxidului în spuma de nichel, dopat cu o cantitate mică de sulf pentru a produce un catalizator eficient la temperatura camerei în decurs de cinci minute. Lucrul la temperatura camerei a redus costurile și a îmbunătățit stabilitatea mecanică, au spus ei.

„Pentru a crește economia hidrogenului, este imperativ să dezvoltăm metodologii eficiente din punct de vedere al costurilor și ușoare pentru a sintetiza catalizatori de oxid pe bază de NiFe (oxid) pentru electroliza performantă a apei de mare”, scriu ei. În această lucrare, am dezvoltat o abordare de inginerie a suprafeței într-un singur pas pentru a fabrica catalizatori poroși foarte autoportanți hidroxid S-dopat S / dopat (oxi) din spumă Ni comercială în 1 până la 5 minute la temperatura camerei. “

Pe lângă Ren, printre co-autori se numără primul autor Luo Yu și Libo Wu, Brian McElhenny, Shaowei Song, Dan Luo, Fanghao Zhang și Shuo Chen, toate cu UH Departamentul de Fizică și TcSUH; și Ying Yu de la Colegiul de Știință și Tehnică Fizică de la Universitatea Normală din China Centrală.

Ren a spus că o cheie a abordării cercetătorilor a fost decizia de a utiliza o reacție chimică pentru a produce materialul dorit, mai degrabă decât concentrația tradițională care consumă energie într-o transformare fizică.

„Ne-a condus la structura potrivită, la compoziția potrivită pentru catalizatorul de oxigen în evoluție”, a spus el.

Referință: „Sinteza ultrarapidă a temperaturii camerei a electrozilor duși de hidroxid poros S / Fe (oxid) pentru a cataliza evoluția oxigenului în separarea apei de mare” de Luo Yu, Libo Wu, Brian McElhenny, Shaowei Song, Dan Luo, Fanghao Zhang, Ying Yu, Shuo Chen și Zhifeng Ren, 2 iunie 2020, Știința energiei și a mediului.
DOI: 10.1039 / D0EE00921K

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ingineria interfeței limită între materialele 2D și 3D

din David L. Chandler, Institutul de Tehnologie din Massachusetts 2 martie 2021 Aceste imagini ale „insulelor” atomilor de aur depuse într-un strat bidimensional de sulfură de...

Cipul microfluidic simplifică testarea COVID-19, oferă rezultate pe un telefon în 55 de minute sau mai puțin

Nanobeads programate sunt asociate cu un telefon mobil exterior și instrumentul de diagnosticare plug-in poate diagnostica COVID-19 în 55 de minute sau mai puțin,...

O mușcătură puternică, mortală, foarte rapidă a unei furnici Trap-maxilar

Micile schimbări de formă pot duce la inovații în funcție, arată un nou studiu. Cercetătorii au dezvăluit modul în care o capcană de furnici -...

Recenziile școlare parentale sunt legate de indicatorii demografici și rezultatele testelor, nu de performanța școlară

Comentariile părinților au reflectat diferențele dintre rasă și venituri în școlile publice de K-12. Prima analiză a comentariilor părinților despre școlile publice din K-12 din...

Un aisberg masiv – de 10 ori mai mare decât San Francisco – rupe raftul principal de gheață din Antarctica

Noile imagini radar captate de misiunea Copernicus Sentinel-1 arată o aisberg de 1.270 km² care se relaxează și se îndepărtează rapid de raftul de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.