В горещите летни дни основният проблем са високите температури. Замърсяването на въздуха обаче е целогодишен такъв.

Както учените търсят енергоикономично решение за горещините, така се търсят и решения как да се намали изхвърлянето на газове, които замърсяват нашата атмосфера.

Ново подобрение в електролизата на водата може да помогне процеса.

Електролизата на вода е физикохимичен процес, при който се използва електричество за да раздели водата на нейните компоненти - водород и кислород.

Във водата се поставят два електрода - един с позитивен заряд, анода, и един с отрицателен заряд, катода.

Снимка: iStock

Този процес е много трудно постижим с чиста вода, за това в нея се разтварят различни съединения за да се улесни. В случая на изследването е използвана солена вода, която е в голяма наличност в океаните.

При солената вода процесът е подобен. Получават се водород, хлор, а съединението, което остава в контейнера е натриев хидроксид.

Позната за нас структура може да се окаже полезна при охлаждането на сгради

Крайната цел на този процес е производството на водород, защото той може да бъде съхраняван и използван по различни начини.

Енергията, която произвежда, е чиста, без отделяне на вредни газове в атмосферата, а самият процес на електролиза е захранван от възобновяема енергия, за да се избегнат излишни замърсявания на атмосферата.

Снимка: iStock

Въпреки това, проблеми като корозия на анода от хлорни йони, нежелани реакции на окисление на хлорид и високата цена на катализаторите са пречка в процеса на електролиза на морска вода.

 

За да се справят с тези проблеми, материалите от никел-желязо (NiFe) се очертават като привлекателни катализатори както за отделянето на водород, така и за отделянето на кислород поради тяхната висока активност и достъпност.

Отделно, базираните на дърво въглеродни структури привличат вниманието като идеален субстрат за тези активни материали поради тяхната пореста природа и отлична проводимост, сподели TechXplore.

В опит да се повиши стабилността на електродите от никел и желязо (NiFe) в електролизата на морската вода, проф. Хонг Чен от Южния университет за наука и технологии в Китай, проф. Бинг-Джи Ни от университета на Нов Южен Уелс в Австралия и проф. Зонгпинг Шао от университета Къртин в Австралия са разработили нов подход, който да направи електролизата на морска вода по-ефективна.

Изследването е публикувано в списание Science Bulletin.

Именно по-ефективна електролиза са получили като резулта учените чрез използването на волфрам в активните катализатори. Антикорозионните свойства и стабилността на анодите са били значително подобрени.

Приложение на НАСА: Вижте как се променят глобалните температури през целия ни живот

Екипът откри, че електродът има специална триизмерна структура, която включва малки, организирани канали, като е изпълнена с наночастици.

Тази структура има и много пори, което я прави по-добра при провеждането на електричество и като цяло по-ефективна.

Освен това, електродът се представя дори по-добре, защото има много места, където могат да се случат важни химически реакции, които включват пренос на електрони. Електродът също се представя добре при ускоряване на тези реакции и остава стабилен дори в солената морска вода.

Иновативният електрод демонстрира превъзходна активност и стабилност както при реакцията на отделяне на кислород, така и в реакцията на отделяне на водород в морска вода, което превъзхожда традиционните катализатори.

Недостиг на прясна вода: Ще помогнат ли новите технологии?

В изпълнение на процеса ниски производствени разходи и високата ефективност го правят убедителен избор за електролиза на морска вода, допринасяйки значително за напредъка в производството на устойчиво водородно гориво.

Това изследване не само подчертава колко е важно да се промени или възстанови структурата на материалите, използвани в реакции на преобразуване на енергия, но също така показва потенциала на въглеродните структури, получени от дървесни отпадъци.

Снимка: iStock

В допълнение минимизирането на генерирането на отпадъци и насърчаването на устойчиво производство на зелен водород от морска вода може да се окаже от голяма помощ в изместването на замърсителите.