Ierobežotā saldūdens resursu pieejamība, kas veido tikai aptuveni 3,5% no kopējā ūdens daudzuma uz Zemes, ir uzsvērusi, cik svarīgi ir izmantot bagātīgu jūras ūdeni enerģijas pārstrādei. Jūras ūdens atsāļošana ir dzīvotspējīgs risinājums, lai novērstu dzeramā ūdens resursu trūkumu; tomēr tradicionālās metodes, piemēram, destilācija un membrānas apstrāde, bieži vien ir dārgas.
Uz ūdeņradi balstītas enerģijas ekonomikas paātrināšana ir ļoti svarīga, lai panāktu oglekļa neitralitāti un maksimālo oglekļa emisiju līmeni. Atbilstoši tam Valsts padomes izdotajā "Oglekļa maksimālā apjoma līdz 2030. gadam rīcības plānā" uzsvērta nepieciešamība koncentrēties uz zemu izmaksu atjaunojamās enerģijas ūdeņraža ražošanu un tehnoloģiskām inovācijām. Tas arī uzsver, cik svarīgi ir paātrināt ūdeņraža tehnoloģiju pētniecību, izstrādi un demonstrējumus dažādās nozarēs, piemēram, rūpniecībā, transportā un būvniecībā.
Jūras ūdens būtiski atšķiras no saldūdens, veidojot aptuveni 96,5% no Zemes ūdens un satur 92 ķīmisku vielu un elementu sarežģītu maisījumu. Jūras ūdens sāļums ir aptuveni 35 PSU (35‰), un nātrija, magnija, kalcija, kālija, hlora un sulfāta joni veido vairāk nekā 99% no kopējā sāls satura. Ūdeņraža ražošana no jūras ūdens saskaras ar izaicinājumiem daudzu jonu, mikroorganismu un daļiņu klātbūtnes dēļ, kas var izraisīt tādas problēmas kā nevēlamu reakciju konkurence, katalizatora dezaktivācija un membrānas piesārņojums.
Ūdeņraža ražošanai no jūras ūdens ir izstrādātas divas atšķirīgas tehnoloģiskās pieejas: tiešā ražošana un netiešā ražošana. Tiešā ražošana ietver ūdens elektrolīzi vai fotolīzi. Vadošās pētniecības institūcijas visā pasaulē, tostarp Ķīnas Zinātņu akadēmija, Francijas Nacionālais zinātniskās pētniecības centrs, Japānas Tohoku Tehnoloģiju universitāte, Pekinas Ķīmiskās tehnoloģijas universitāte, Indijas Zinātniskās un rūpnieciskās pētniecības padome un Hjūstonas Universitāte, aktīvi iesaistās tiešā ūdeņraža ražošanas pētījumi. No otras puses, netiešā ražošana apvieno jūras ūdens atsāļošanas tehnoloģijas ar hidrolītiskiem procesiem, piemēram, elektrolīzi, fotolīzi un pirolīzi.
Pašlaik vairāk nekā 90% no pasaulē iegūtā ūdeņraža tiek ražoti no enerģijas avotiem, kuru pamatā ir ogleklis, piemēram, ogles un dabasgāze. Tomēr pieaug interese par ūdeņraža ražošanu uz ūdens bāzes, ņemot vērā oglekļa neitralitātes un saldūdens resursu trūkuma ietekmi nākotnē. "Ūdeņraža ražošanas tehnoloģijai ar tiešo elektrolīzi in situ jūras ūdenī bez atsāļošanas" ir milzīga teorētiskā, tehnoloģiskā un stratēģiskā nozīme.
Šā gada jūlijā Ķīnas Zinātņu akadēmijas Ningbo Materiālu tehnoloģiju un inženierzinātņu institūts ziņoja par revolucionāru attīstību ūdeņraža ražošanā no jūras ūdens, izmantojot augstas temperatūras elektrolīzi, izmantojot plakanu cauruļveida cietā oksīda kurināmā elementu. Pētnieku komanda sasniedza iespaidīgu enerģijas pārveidošanas efektivitāti 72,47%, neizmantojot cēlmetālu katalizatorus. Ilgtermiņa eksperimenti parādīja minimālas izmaiņas šūnas struktūrā, sastāvā un veiktspējā, savukārt elektrolītiskais spriegums saglabājās ievērojami zemāks nekā istabas temperatūras elementiem.
Pētnieki veica elektrolīzi 750 grādu leņķī, izlaižot ūdeņradi, kas darbojas kā nesējgāze, caur cieto oksīda elektrolītisko elementu, kas satur jūras ūdeni, kas iztvaikojis un pārnests no Ningbo pilsētas piekrastes ūdeņiem. Iepriekš uzsildot un iztvaicējot jūras ūdeni, lielākajai daļai piemaisījumu tika novērsta tieša saskare ar elektrolizatoru, tādējādi samazinot bojājumu risku.
Kontaktpersona:
Ja jums ir kādi jautājumi, lūdzu, sazinieties ar mums. Darba laiks: no 8:30 līdz 17:30
E-pasts:zhangjixia@bjygti.com
