Liczba wyświetleń: 283
Szwedzcy naukowcy opisali nową metodę produkcji wodoru. Powiedzieli, że ich technologia eliminuje ryzyko eksplozji i potrzebę stosowania metali ziem rzadkich z wydajnością na poziomie 99%. Innowacja zapewnia łatwiejszą integrację z odnawialnymi źródłami energii i sugeruje znaczny potencjał zastosowań komercyjnych.
Na początek przypomnijmy czytelnikom o klasycznej technologii. Elektroliza jest procesem elektrochemicznym pod wpływem prądu stałego pochodzącego z zewnętrznego źródła. Do elektrolizy potrzebne jest urządzenie, tj. elektrolizer, zwany także kąpielą elektrolityczną. Elektrolizer składa się z korpusu (wanny) z elektrolitem, dwóch lub więcej elektrod (katod i anod), ściśniętych razem płytami końcowymi i oddzielonych izolacyjnymi przekładkami. Kiedy prąd stały przepływa przez elektrody, po stronie katody wydziela się wodór, a po stronie anody wytwarzany jest tlen. Anody wykonane są z grafitu, platyny, tlenków żelaza, ołowiu, niklu z odmianami i kombinacjami wymienionych materiałów. Materiałem katody w większości kąpieli elektrolitycznych jest stal. Obecnie w elektrolizerach często stosuje się również tworzywa sztuczne, szkło, włókno szklane i ceramikę.
W ramach nowego opracowania Królewski Instytut Technologii (KTH) w Sztokholmie odkrył, jak zmodyfikować tradycyjną elektrolizę w celu wytworzenia wodoru w postaci gazu. W odróżnieniu od istniejących systemów, dzięki wynalazkowi oba gazy, tj. tlen i wodór, uzyskuje się oddzielnie, a nie jednocześnie w jednym pojemniku. W przeciwnym razie należy je oddzielić w kąpieli membranami, gdyż mieszanina wodoru z tlenem lub powietrzem jest wybuchowa.
„Oddzielenie produkcji dwóch gazów eliminuje ryzyko wybuchu” – wyjaśnia Esteban Toledo, absolwent KTH i współautor odpowiedniej publikacji w czasopiśmie Science Advances. Drugim współautorem jest Joydeep Dutta, profesor fizyki stosowanej na KTH. Koledzy opatentowali system produkcji wodoru, tworząc także firmę Caplyzer AB w celu komercyjnego rozwoju technologii.
Dutta zauważył, że wydajność produkowanego wodoru wynosi 99%. Ponadto nowa metoda, w odróżnieniu od innych, eliminuje konieczność stosowania w projektowaniu metali ziem rzadkich. Naukowcy poinformowali także, że długotrwałe eksperymenty w laboratorium nie doprowadziły do zniszczenia elektrod w instalacji, co jest istotne w zastosowaniach komercyjnych.
Podczas ekstrakcji wodoru z wody powstaje tlen. Konstrukcja tradycyjnego elektrolizera alkalicznego zawiera elektrody dodatnie i ujemne w kąpieli wody alkalicznej, oddzielone barierą przepuszczalną dla jonów. Po przyłożeniu prądu elektrycznego woda reaguje na katodzie, tworząc wodór i ujemnie naładowane jony wodorotlenkowe. I przenikają przez barierę do anody, tworząc tlen. Ale membrana ma opór i jeśli ładunek elektryczny się zmienia, wzrasta ryzyko wybuchowego spotkania tlenu i wodoru.
Toledo powiedział, że ponowne przemyślenie elektrolizy wody stanowi podstawę bardziej niezawodnej produkcji czystej energii, a ponieważ wynalazcy wyeliminowali mieszanie gazów, mogą pracować w szerszym zakresie poboru mocy. Zdecydowali, że jest to znacznie łatwiejsze niż korzystanie z odnawialnych źródeł energii, które zazwyczaj zapewniają zmienną moc.
Jednoczesne wytwarzanie gazów eliminuje się poprzez wymianę jednej z elektrod na elektrodę węglową o dużej wydajności. Elektrody takie na przemian magazynują i uwalniają jony, skutecznie oddzielając produkcję wodoru i tlenu. Jeśli elektroda jest naładowana ujemnie i wytwarza wodór, wówczas superkondensator gromadzi bogate w energię jony wodorotlenkowe (OH). Kiedy zmienia się kierunek prądu, superkondensator uwalnia zaabsorbowany związek OH, a na elektrodzie dodatniej tworzy się tlen.
„Jedna elektroda jest odpowiedzialna za uwalnianie tlenu i wodoru” – wyjaśnił Dutta. „Przypomina to sytuację, w której akumulator wytwarza wodór i na przemian ładuje się i rozładowuje”. Cały sens, wyjaśnił naukowiec, polega na zamknięciu obwodu.
Autorstwo: tallinn
Źródło: ZmianyNaZiemi.pl
Poznaj plan rządu!
OD ADMINISTRATORA PORTALU
Zgłoś naruszenie/Błąd
Pozytywnie
Neutralnie 
Negatywnie
Lubię to!
Super
Ekscytujący 
Ciekawy
Smieszny
Smutny
Wściekły
Przerażony
Szokujący
Wzruszający
Rozczarowany
Zaskoczony
Prawda
Manipulacja
Fake news
Oryginalne źródło ZOBACZ
Dodaj kanał RSS
Musisz być zalogowanym aby zaproponować nowy kanal RSS