Водородное топливо из морской воды

Исследователи из Университета Центральной Флориды впервые разработали наноразмерный материал, который может эффективно расщеплять морскую воду на кислород и экологически чистое топливо — водород.

Этот материал обладает высокими характеристиками и стабильностью, необходимыми для электролиза в промышленных масштабах, который может производить экологически чистое энергетическое топливо из морской воды.

Водородное топливо, полученное из моря, могло бы быть обильной и устойчивой альтернативой ископаемому топливу, но потенциальный источник энергии был ограничен техническими проблемами, в том числе тем, как его практически добыть.

Долговечный наноразмерный материал для катализа реакции электролиза

Исследователи разработали стабильный и долговечный наноразмерный материал для катализа реакции электролиза, показанный здесь.

Исследователи из Университета Центральной Флориды впервые разработали наноразмерный материал, который может эффективно расщеплять морскую воду на кислород и экологически чистое топливо — водород. Процесс расщепления воды на водород и кислород известен как электролиз, и до сих пор его эффективное выполнение было сложной задачей.

• Стабильный и долговечный наноразмерный материал для катализатора реакции, разработанный командой UCF, описан в этом месяце в журнале Advanced Materials. «Эта разработка откроет новое окно для эффективного производства чистого водородного топлива из морской воды», — говорит Ян Ян, доцент Технологического центра UCF NanoScience и соавтор исследования.
• По данным Министерства энергетики США, водород — это форма возобновляемой энергии, которая, если ее сделать дешевле и проще в производстве, может сыграть важную роль в борьбе с изменением климата.
• По словам Янга, водород можно преобразовать в электричество для использования в технологии топливных элементов, которые производят воду в качестве продукта и создают общий устойчивый энергетический цикл.

Как это работает

Исследователи разработали тонкопленочный материал с наноструктурами на поверхности из селенида никеля с добавлением или «легированным» железом и люминофором. Эта комбинация обеспечивает высокую производительность и стабильность, которые необходимы для электролиза в промышленных масштабах, но этого было трудно достичь из-за проблем, таких как конкурирующие реакции внутри системы, которые угрожают эффективности.

По словам Янга, новый материал уравновешивает конкурирующие реакции, обеспечивая при этом низкую стоимость и высокие характеристики.

Используя свою конструкцию, исследователи достигли высокой эффективности и долговременной стабильности более 200 часов.

«Производительность электролиза морской воды, достигаемая с помощью пленки с двойным легированием, намного превосходит характеристики самых последних описанных современных катализаторов электролиза и отвечает строгим требованиям, необходимым для практического применения в промышленности», — говорит Ян.

Исследователь говорит, что команда будет работать над повышением электрического КПД разработанных ими материалов. Они также ищут возможности и финансирование, чтобы ускорить и помочь коммерциализировать свою работу.

Подробнее о команде создателей: Среди соавторов были Джинфа Чанг, научный сотрудник, и Гуаньчжи Ван, докторант в области материаловедения, оба из Технологического центра нанонауки UCF; и Руслан Кулиев, выпускник программы магистратуры UCF в области аэрокосмической техники, и Нина Орловская, доцент кафедры машиностроения и аэрокосмической техники UCF и кластера возобновляемых источников энергии и химической трансформации.

Ян занимает совместные должности в технологическом центре UCF NanoScience и на факультете материаловедения и инженерии, который является частью колледжа инженерии и компьютерных наук. Он является членом Кластера возобновляемой энергии и химической трансформации (REACT) UCF. Он также является второстепенным сотрудником химического факультета UCF. До прихода в UCF в 2015 году он был научным сотрудником Университета Райса и научным сотрудником Александра фон Гумбольдта в Университете Эрлангена-Нюрнберга в Германии. Он получил докторскую степень в области материаловедения в Университете Цинхуа в Китае.

Источник

Метки: экология