Потенциал водорода как источника экологически чистой энергии получает признание во всем мире, и Китай добивается замечательных успехов в этой области. В то время как электролиз воды с использованием возобновляемых источников энергии попал в заголовки газет, китайские ученые пошли еще дальше, осуществив прямой электролиз морской воды, что стало революционной инновацией.
Команда под руководством ученого Ван Эрдуна из Даляньского института химической физики, филиала Китайской академии наук, недавно объявила о главном достижении: более 2000 часов подряд стабильного производства водорода из морской воды. Их систему отличает не только ее эффективность, но и впечатляющая энергоэффективность: среднее энергопотребление постоянного тока составляет всего 4,04 кВтч на кубический метр водорода.
Прямой электролиз морской воды может показаться простым, но он создает серьезные проблемы. Море представляет собой сложную смесь различных ионных элементов, включая ионы хлорида, магния и кальция. Известно, что эти ионы вызывают нежелательные побочные реакции, приводящие к таким проблемам, как осаждение хлора и коррозия оборудования, которые снижают надежность и эффективность процесса.
Чтобы преодолеть эти проблемы, команда приняла комплексный подход. Они провели обширные исследования, разработали специализированные материалы и спроектировали интегрированные системы. Их усилия были сосредоточены на разработке катализаторов, электродных реакциях и регулировании электролита.
Их достижения включают создание усовершенствованных хлорустойчивых электродов для выделения кислорода, электродов, предотвращающих отложение ионов кальция и магния во время выделения водорода, высокоэффективной конструкции электролизера, адаптированной для морской воды, и технологии автоматического контроля концентрации электролита. Эти инновации не просто теоретические; команда подала 17 патентных заявок, связанных с электролизом морской воды, создав мощный портфель интеллектуальной собственности.
Особенно впечатляет производительность установки электролиза морской воды производительностью 1 кубический метр в час. Используя природную морскую воду из Даляньского моря, установка показала выдающиеся результаты во время 2000-часового испытательного запуска: среднее напряжение в камере 1,69 В, энергоэффективность 4,04 кВтч на кубический метр водорода и содержание кислорода в хлоре менее более 20 частей на миллиард.
Руководствуясь своими амбициями, Ван Эрдун и его команда уже работают над следующей итерацией, стремясь удвоить плотность тока электролизера при том же напряжении, что еще больше повысит его эффективность.
