الکترولیز آب دریا بدون واکنش های جانبی، مشکلات خوردگی یا نیاز به تصفیه اولیه آب

گزارش 1 دسامبر 2022 -توسط باب یرکا، اعتبار: CC0 دامنه عمومی

تیمی از محققان وابسته به چندین موسسه در چین نوعی الکترولیز را توسعه داده‌اند که با آب دریا کار می‌کند و واکنش‌های جانبی یا مشکلات خوردگی ندارد. در مطالعه خود که در مجله Nature منتشر شد، این گروه فرآیند خود را در یک مکان واقعی آزمایش کردند. هپینگ زی، با دانشگاه شنژن، یک گزارش تحقیقاتی را در همان شماره مجله منتشر کرده است که این تلاش جدید را تشریح می کند.

همانطور که دانشمندان از مشکلات مربوط به سوزاندن سوخت های فسیلی آگاه شده اند، توجه خود را به منابع جایگزین سوخت برای تولید برق معطوف کرده اند. یکی از احتمالات هیدروژن است، گازی که می تواند بدون تولید گازهای گلخانه ای مضر سوزانده شود. با این حال، هیدروژن مشکلاتی را در تولید و ذخیره آن ایجاد کرده است.

الکترولیز یکی از روش‌های تولید هیدروژن است که با اعمال الکتریسیته به آب، آن را به اجزای اکسیژن و هیدروژن آن تقسیم می‌کند. متأسفانه، روش‌های الکترولیز فعلی به آب تقریباً خالص نیاز دارند. در این تلاش جدید، محققان فرآیند الکترولیز را با استفاده از آب دریا توسعه دادند، منبعی که فاصله زیادی با خالص بودن دارد.

این فرآیند شامل غشایی شبیه به نوع مورد استفاده در لباس های ضد آب است. دارای منافذی است که به اندازه کافی ریز هستند که به مولکول‌ها اجازه عبور می‌دهند، اما از تجمع مولکول‌ها در کنار هم جلوگیری می‌کنند، همانطور که در مورد آب وجود دارد. در دستگاه آنها، قسمت بیرونی غشاء در معرض آب دریا و قسمت داخلی آن در معرض مقدار کمی هیدروکسید پتاسیم (KOH) قرار دارد. در داخل کیسه ای که KOH را نگه می دارد، تیم الکترودهایی را که هیدروژن و اکسیژن تولید می کنند در دو طرف جداکننده قرار دادند که جریان گاز را تمیز نگه می دارد.

در عمل، با فرو بردن دستگاه در آب دریا، آب داخل آن تقسیم شد و هیدروژن و اکسیژن تولید کرد. این باعث کاهش غلظت KOH شد که آب دریا بیشتری را به داخل دستگاه می‌کشید و به آن اجازه می‌داد به طور مداوم کار کند. در دستگاه، مقدار کمی از آب دریا در حالت بخار نگه داشته می شد که به آن اجازه می داد به طور تمیز از غشاء عبور کند، جایی که یک بار دیگر به حالت آب خود بازگشت و آب خالص برای الکترولیز فراهم کرد. لوله ها اکسیژن را برای جمع آوری هیدروژن تخلیه کردند.

محققان دستگاه خود را در خلیج شنژن (در شمال هنگ کنگ) آزمایش کردند. اندازه‌گیری‌ها نشان داد که می‌تواند به اندازه روش‌های معمولی هیدروژن بسازد، و همچنین مقاوم بود – به مدت 3200 ساعت بدون نشانه‌هایی از تخریب کار کرد.