Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды

Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды
Китайские исследователи продемонстрировали электролизер для морской воды, который работает так же эффективно, как коммерческий электролизер для пресной воды, в течение нескольких месяцев подряд, не разъедая себя до смерти. Также эти машины могут собирать литий.


Одна из проблем с возобновляемым источником водорода заключается в том, что он использует пресную воду, а поскольку четверть населения мира уже сталкивается с острой нехваткой воды по крайней мере один месяц в году, пресная вода становится все более исчерпаемым и ценным ресурсом. Таким образом, технологии, которые могут электролизовать водород из обильной морской воды, покрывающей большую часть планеты, являются жизненно важной областью исследований.

Можно опреснить морскую воду, а затем разделить ее, но это не лучшее решение. Большая часть входной энергии теряется в процессе опреснения, и это увеличивает цену водорода, который производится. Существует также множество машин для прямого электролиза морской воды, но большинство из них ломается слишком быстро, чтобы быть полезными в коммерческом смысле: ионы хлорида в сложном океанском вареве превращаются в высококоррозионный газообразный хлор на аноде, который разъедает электроды и разрушает катализаторы, пока машина не перестанет работать.


Исследователи из Нанкинского технологического университета Китая считают, что нашли способ обойти эту проблему. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, команда из Нанкина продемонстрировала установку для прямого электролиза морской воды, которая безотказно работала более 3200 часов (133 дня). По их словам, он эффективен, масштабируем и работает так же, как разделитель пресной воды «без заметного увеличения эксплуатационных расходов».

Электролизер команды полностью отделяет морскую воду от концентрированного электролита гидроксида калия и электродов с использованием дешевых, водонепроницаемых, воздухопроницаемых мембран на основе ПТФЭ, предотвращающих биообрастание. Эти мембраны не пропускают жидкую воду, но пропускают водяной пар. Разница в давлении водяного пара между стороной морской воды и стороной электролита «обеспечивает движущую силу для спонтанной газификации (испарения) морской воды».

Таким образом, получается чистая вода, быстро испаряющаяся из морской воды без каких-либо дополнительных затрат энергии, затем пересекающая мембрану из ПТФЭ и поглощающуюся электролитом в виде жидкости. По словам команды из Нанкина, он пропускает воду и блокирует 100% других ионов, которые могут повредить электроды или мембрану.

Команда протестировала компактный электролизер с 11 ячейками размером с пару чемоданов среднего размера в морской воде залива Шэньчжэнь. Он произвел около 386 литров газообразного водорода в час в течение 133-дневного испытания, что звучит много, но при стандартном атмосферном давлении, 386 литров представляют собой всего 31,652 грамма водорода. Если рассматривать это в контексте электромобиля на топливных элементах и предположить, что автомобиль проезжает около 100 км на 1 кг водорода, то это 11-ячеечное устройство вырабатывает достаточно водорода в час, чтобы проехать на автомобиле около 3,2 км. Тем не менее, это всего лишь небольшой тестовый образец.

С точки зрения эффективности электролизер потреблял около 5 кВтч на каждый нормальный кубический метр (Нм3) произведенного водорода. Поскольку водород несет около 3,544 кВтч энергии на Нм3, этот электролизер морской воды работает с эффективностью около 71%. Это находится на уровне многих современных технологий электролизеров, хотя и не поспевает за некоторыми появляющимися сверхэффективными конструкциями, такими как конструкция капиллярной подачи Hysata с эффективностью 95%.


Важно отметить, что устройство все еще работало на полную мощность после четырех с небольшим месяцев в морской воде, а анализ после испытаний не показал «явного увеличения содержания примесных ионов» в электролите, «предполагая 100% эффективность блокировки ионов» мембраны из ПТФЭ, и на слоях катализатора не было видно коррозии. Исследователи говорят, что теперь, когда доказан основной принцип извлечения пресной воды из морской воды, открыто множество путей для повышения производительности.

Команда из Нанкина провела небольшое тестирование и увидела, как их процесс испарения влияет на концентрацию лития в морской воде. Они обнаружили значительное 42-кратное увеличение через пару сотен часов и смогли выделить несколько кристаллов карбоната лития, предполагая, что при дальнейшем развитии машины смогут получать доход как от водорода, это может стать огромным импульсом с точки зрения коммерческого внедрения и масштабирования.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
15
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
1
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
9
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
13
Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Возобновляются работы по возведению грандиозного километрового небоскреба

Для архитектуры Саудовской Аравии 2023 год оказался просто невероятным. Сначала страна подтвердила, что строительство 170-километрового (105 миль) здания The Line будет продолжено, затем раскрыла планы строительства кубовидной башни, способной вместить 20 зданий Empire State Buildings.

Теперь страна возобновила реализацию своего амбициозного плана по строительству нового самого высокого здания в мире - башни Джидда. С момента завершения строительства в 2010 году дубайская башня Бурдж-Халифа (Burj Khalifa), высота которой составляет 828 м (2 717 футов), остается самым высоким рукотворным сооружением в мире. Хотя окончательная высота башни Джидда пока неизвестна, но она значитель...
22.09.23 09:06
0
0
«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

«Квантовая суперхимия» впервые наблюдалась в лабораторных экспериментах

Ученые из Чикагского университета обнаружили первое свидетельство явления под названием «квантовая суперхимия». Давно предсказанный, но так и не подтвержденный, этот эффект может ускорить химические реакции, дать ученым больше контроля над ними и послужить основой для квантовых вычислений.

Все виды необічного поведения проявляются на квантовом уровне. Атомы могут находиться в нескольких состояниях одновременно, запутываться настолько, что мгновенно обмениваются информацией на любом расстоянии, или создавать туннели через барьеры, которые они не должны пересекать. Ученые пытаются использовать эти явления для более мощных вычислений, систем связи и других технологий. Теперь команда о...
08.08.23 17:36
0
0
Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Умная ткань с покрытием из жидкого металла «заживает» при порезах и отталкивает бактерии

Наука продолжает развивать умные ткани, которые реагируют на изменения окружающей среды и предоставляют больше «услуг» своим владельцам.

Группа международных исследователей создала пригодную для носки ткань, которая восстанавливается, обладает антибактериальными свойствами и даже может использоваться для контроля сердечного ритма человека. Исследователи из США, Австралии и Южной Кореи создали ткань с высокой проводимостью, погрузив ее в частицы жидкого металла. Частицы жидкого металла обладают многими преимуществами: высокой тепло...
03.05.23 13:46
0
2
Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Лазер обнаруживает и идентифицирует бактерий за считанные минуты

Чтобы увидеть, какой тип бактерий присутствуют в образце жидкости, необходимо выращивать бактериальные культуры в лаборатории в течение нескольких часов или даже дней. Новая лазерная техника работает всего за несколько минут.

Уже было известно, что при воздействии лазерного света бактерии отражают свет обратно в спектральном образце, который уникален для этого конкретного вида. Проблема в том, что другие микроскопические объекты в образце, такие как клетки крови или вирусы, также отражают свет, придавая ему свой уникальный оттенок. То есть спектральный «отпечаток пальца» бактерии теряется среди фонового шума, поэтому ...
04.03.23 11:39
0
6
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0