Stanford-Forscher haben konstruiert eine Elektrolysetechnologie, die Meerwasser für chemische Energie nutzen kann. Das neuartige Gerät kann ausschließlich Wasserstoffbrennstoff erzeugen Solarenergie , Elektroden und Salzwasser .
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Eine wichtige wasserspaltende Entwicklung
Die Entwicklung ist ein wichtiger Schritt für diese Wasserspaltmethode, die bisher nur mit gereinigtem Wasser möglich war. Gereinigtes Wasser ist selten und teuer in der Herstellung, während Salzwasser eines der Erdwasser ist. am häufigsten vorkommende Ressourcen .
Theoretisch, um Städte und Autos anzutreiben, "brauchen Sie so viel Wasserstoff, dass es nicht denkbar ist, gereinigtes Wasser zu verwenden", sagte Hongjie Dai, Professor für Chemie bei JG Jackson und CJ Wood in Stanford und Co-Senior-Autor des Papiers. "Wir haben kaum genug Wasser für unseren aktuellen Bedarf in Kalifornien. "
Die Innovation ist auch umweltfreundlich. Wasserstoffbrennstoff stößt kein Kohlendioxid aus, nur Wasser.
Eine neue Sicht auf einen einfachen Prozess
Die Elektrolyse ist einfach durchzuführen. Verwenden Sie eine Stromquelle, um zwei in Wasser befindliche Elektroden anzuschließen. Schalten Sie sie ein und sehen Sie, wie Wasserstoffgas aus der Kathode und Sauerstoff aus der Anode austritt.
Bisher korrodierte jedoch negativ geladenes Chlorid in Meerwassersalz die Anode und beschädigte das System. Die Forscher entwickelten auf geniale Weise eine Möglichkeit, die Anode mit Schichten zu beschichten, die reich an negativen Ladungen sind.
Sobald dies erledigt war, stießen die Schichten das Chlorid ab und verhinderten den Zerfall der Anode. Das Ergebnis ist beeindruckend.
Das System kann jetzt "Tausende von Stunden" arbeiten, im Gegensatz zu den bloßen 12 Stunden, die es ohne die negativ geladene Beschichtung dauerte.
Die Forscher konnten auch bis zu zehnmal mehr Strom produzieren als frühere Versuche zur Meerwasserspaltung.
"Ich denke, wir haben einen Rekord in der Strömung aufgestellt, um Meerwasser zu spalten", sagte Dai.
Das Team entwarf sogar eine solarbetriebene Demonstrationsmaschine, die den aktuellen Technologien für gereinigtes Wasser entsprechen konnte.
"Das Beeindruckende an dieser Studie war, dass wir mit elektrischen Strömen arbeiten konnten, die denen entsprechen, die heute in der Industrie verwendet werden", sagte Michael Kenney, Doktorand im Dai-Labor und Co-Hauptautor des Papiers.
Das Beste ist, dass die Technologie nicht auf die Energieerzeugung beschränkt ist. Da sie auch atmungsaktiven Sauerstoff erzeugt, können Taucher oder U-Boote diese Technologie ebenfalls nutzen.
In Bezug auf den Technologietransfer "könnte man diese Elemente einfach in bestehenden Elektrolyseursystemen verwenden, und das könnte ziemlich schnell gehen", sagte Dai.
"Es ist nicht so, als würde man bei Null beginnen - es ist eher so, als würde man bei 80 oder 90 Prozent beginnen."
Die Studie wird veröffentlicht in Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.