Специальные электроды могут расщеплять морскую воду для производства водородного топлива

Впервые электроды, которые могут производить водород из морской воды без образования коррозионного и токсичного газообразного хлора, будут производиться в промышленных масштабах. Традиционный электролиз был возможен только с чистой водой, которая становится все более дефицитным глобальным ресурсом. Эти новые электроды устраняют зависимость процесса от чистой воды, вместо этого он подключается к самому богатому водному ресурсу в мире: океану. В процессе используется отрицательно заряженный катод и положительно заряженный анод для разделения морской воды на четыре «потока» – полезные кислород и водород, а также безвредные кислотные и щелочные потоки, которые могут быть легко сброшены обратно в океан. Equatic, калифорнийский стартап, разработавший технологию при поддержке ARPA-E, планирует продавать водород и кислород, созданные в процессе, чтобы компенсировать свои затраты. Щелочной поток вступает в реакцию с CO₂ в атмосфере с образованием стабильных минералов которые можгут быть вылиты обратно в море, в то время как кислый поток может быть возвращен в океан, как только он восстановится до более высокого pH после протекания по богатым кремнеземом породам. Как и стандартные методы расщепления воды для получения водорода, этот процесс происходит в электролизере – установке, которая использует стопки электродов для разделения молекул воды электричеством. Но существующие устройства с трудом работают с морской водой, потому что она разрушает их: она полна растворенной соли, других минералов, металлов и микроорганизмов, которые разрушают компоненты устройства и засоряют его. Кроме того, электрический заряд, который притягивает кислород к аноду, отделяет соль в морской воде, образуя токсичный газообразный хлор, который быстро разъедает электроды.

Чтобы избежать этой проблемы, Чен и его коллеги разработали анод, который может избирательно расщеплять кислород из молекул воды без расщепления соли. Они использовали слой, блокирующий хлор, чтобы позволить воде проходить через катализатор, останавливая соль. Основываясь на лабораторных испытаниях, Чен говорит, что они ожидают, что аноды будут работать не менее трех лет, прежде чем их нужно будет снимать и повторно покрывать защитным слоем. Пау Фаррас из Университета Голуэя в Ирландии, который не связан с компанией, говорит, что три года – это хороший результат, и эти кислород-селективные аноды являются многообещающим подходом к использованию морской воды для производства водородного топлива. Но исследователи еще не показали, что их электроды могут работать в дикой природе. «Что нам нужно сделать, так это увидеть реальную производительность в реальной среде», – говорит он. Теперь компания начнет производство анодов на заводе в Калифорнии, способном производить 4000 таких анодов в год. Они будут использоваться в демонстрационной установке, которая строится в Сингапуре, которая, по словам компании, сможет удалять 10 тонн CO₂ и производить 300 килограммов водорода в день.

Источник: https://www.newscientist.com/article/2448643-special-electrodes-can-split-seawater-to-produce-hydrog...