Ограниченная доступность ресурсов пресной воды, составляющих лишь около 3,5% от общего объема воды на Земле, подчеркивает важность использования обильной морской воды для переработки энергии. Опреснение морской воды представляет собой эффективное решение проблемы нехватки ресурсов питьевой воды; однако традиционные методы, такие как дистилляция и мембранная обработка, часто являются дорогостоящими.
Ускорение развития водородной энергетической экономики имеет решающее значение для достижения углеродной нейтральности и пиковых выбросов углерода. В соответствии с этим в «Плане действий по достижению углеродного пика к 2030 году», опубликованном Государственным советом, подчеркивается необходимость сосредоточиться на недорогом производстве водорода из возобновляемых источников энергии и технологических инновациях. Он также подчеркивает важность ускорения исследований, разработок и демонстрационных применений водородных технологий в различных секторах, таких как промышленность, транспорт и строительство.
Морская вода существенно отличается от пресной, составляя примерно 96,5% воды Земли и содержащей сложную смесь 92 химических веществ и элементов. Соленость морской воды составляет около 35 PSU (35 ‰), при этом ионы натрия, магния, кальция, калия, хлора и сульфата составляют более 99% общего содержания солей. Производство водорода из морской воды сталкивается с проблемами из-за присутствия многочисленных ионов, микроорганизмов и частиц, что может привести к таким проблемам, как конкуренция в побочных реакциях, дезактивация катализатора и загрязнение мембран.
Для производства водорода из морской воды были разработаны два различных технологических подхода: прямое производство и косвенное производство. Прямое производство включает электролиз или фотолиз воды. Ведущие исследовательские институты мира, в том числе Академия наук Китая, Национальный центр научных исследований Франции, Японский технологический университет Тохоку, Пекинский химико-технологический университет, Индийский совет научных и промышленных исследований и Хьюстонский университет, активно участвуют в прямых исследования по производству водорода. С другой стороны, косвенное производство сочетает в себе технологии опреснения морской воды с гидролитическими процессами, такими как электролиз, фотолиз и пиролиз.
В настоящее время более 90% мирового водорода производится из углеродных источников энергии, таких как уголь и природный газ. Однако растет интерес к производству водорода на основе воды, учитывая будущие последствия углеродной нейтральности и нехватки ресурсов пресной воды. «Технология производства водорода прямым электролизом морской воды без опреснения» имеет огромное теоретическое, технологическое и стратегическое значение.
В июле этого года Институт технологии материалов и инженерии Нинбо Китайской академии наук сообщил о новаторской разработке в области производства водорода из морской воды посредством высокотемпературного электролиза с использованием плоскотрубчатого твердооксидного топливного элемента. Исследовательская группа достигла впечатляющей эффективности преобразования энергии в 72,47% без необходимости использования катализаторов из благородных металлов. Длительные эксперименты продемонстрировали минимальные изменения в структуре, составе и производительности ячейки, при этом электролитическое напряжение оставалось значительно ниже, чем у ячеек при комнатной температуре.
Исследователи провели электролиз при температуре 750 градусов, пропуская водород, действующий как газ-носитель, через твердооксидный электролизер, содержащий улетученную морскую воду, доставленную из прибрежных вод города Нинбо. За счет предварительного нагрева и испарения морской воды удалось предотвратить прямой контакт большинства примесей с электролизером, что свело к минимуму риск повреждения.
Контакт:
Если у вас есть какие-либо вопросы, пожалуйста, свяжитесь с нами. Время работы: с 8:30 до 17:30.
Электронная почта:zhangjixia@bjygti.com
