Den begrensede tilgjengeligheten av ferskvannsressurser, som bare utgjør omtrent 3,5 % av det totale vannet på jorden, har understreket betydningen av å utnytte rikelig med sjøvann til energigjenvinning. Avsalting av sjøvann er en levedyktig løsning for å håndtere knappheten på drikkevannsressurser; tradisjonelle metoder som destillasjon og membranbehandling er imidlertid ofte kostbare.
Akselerasjonen av en hydrogenbasert energiøkonomi er avgjørende for å oppnå karbonnøytralitet og maksimale karbonutslipp. I tråd med dette understreker "Carbon Peak by 2030 Action Plan" utgitt av The State Council behovet for å fokusere på lavkostproduksjon av fornybar energi og teknologisk innovasjon. Det fremhever også viktigheten av å akselerere forskning, utvikling og demonstrasjonsapplikasjoner av hydrogenteknologi på tvers av ulike sektorer som industri, transport og konstruksjon.
Sjøvann skiller seg betydelig fra ferskvann, og utgjør omtrent 96,5 % av jordens vann og inneholder en kompleks blanding av 92 kjemikalier og elementer. Saliniteten til sjøvann er rundt 35 PSU (35‰), med natrium, magnesium, kalsium, kalium, klor og sulfationer som utgjør over 99% av det totale saltinnholdet. Hydrogenproduksjon fra sjøvann står overfor utfordringer på grunn av tilstedeværelsen av mange ioner, mikroorganismer og partikler, noe som kan føre til problemer som konkurranse i uønskede reaksjoner, katalysatordeaktivering og membranbegroing.
To distinkte teknologiske tilnærminger er utviklet for hydrogenproduksjon fra sjøvann: direkte produksjon og indirekte produksjon. Direkte produksjon innebærer elektrolyse eller fotolyse av vann. Ledende forskningsinstitusjoner over hele verden, inkludert det kinesiske vitenskapsakademiet, Frankrikes nasjonale senter for vitenskapelig forskning, Japans Tohoku University of Technology, Beijing University of Chemical Technology, Indias Council of Scientific and Industrial Research og University of Houston, er aktivt involvert i direkte forskning på hydrogenproduksjon. Indirekte produksjon, derimot, kombinerer sjøvannsavsaltingsteknologier med hydrolytiske prosesser som elektrolyse, fotolyse og pyrolyse.
For tiden produseres mer enn 90 % av verdens hydrogen fra karbonbaserte energikilder, som kull og naturgass. Imidlertid er det økende interesse for vannbasert hydrogenproduksjon, med tanke på fremtidige implikasjoner av karbonnøytralitet og knapphet på ferskvannsressurser. "In situ sjøvann direkte elektrolyse hydrogenproduksjonsteknologi uten avsalting" har enorm teoretisk, teknologisk og strategisk betydning.
I juli i år rapporterte Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, en banebrytende utvikling innen produksjon av hydrogen fra sjøvann gjennom høytemperaturelektrolyse ved bruk av en flat rørformet brenselcelle med fast oksid. Forskerteamet oppnådde en imponerende energikonverteringseffektivitet på 72,47 % uten behov for edelmetallkatalysatorer. Langsiktige eksperimenter viste minimale endringer i cellens struktur, sammensetning og ytelse, mens den elektrolytiske spenningen forble betydelig lavere enn for romtemperaturceller.
Forskerne utførte elektrolyse ved 750 grader ved å føre hydrogen, som fungerer som en bæregass, gjennom elektrolysecellen med fast oksid som inneholder sjøvann som er fordampet og fraktet fra kystvannet i Ningbo City. Ved å varme opp og fordampe sjøvannet på forhånd, ble de fleste urenheter forhindret i å komme i direkte kontakt med elektrolysatoren, noe som minimerte risikoen for skade.
Kontakt:
Hvis du har spørsmål, kan du gjerne kontakte oss. Arbeidstid: 8.30 til 17.30
E-post:zhangjixia@bjygti.com
