Makean veden resurssien rajallinen saatavuus, vain noin 3,5 % maapallon kokonaisvedestä, on korostanut runsaan meriveden hyödyntämisen merkitystä energian kierrätykseen. Meriveden suolanpoisto on käyttökelpoinen ratkaisu juomavesivarojen niukkuuteen puuttumiseen. perinteiset menetelmät, kuten tislaus ja kalvokäsittely, ovat kuitenkin usein kalliita.
Vetypohjaisen energiatalouden nopeuttaminen on ratkaisevan tärkeää hiilineutraaliuden ja hiilidioksidihuippujen saavuttamisessa. Tämän mukaisesti Valtioneuvoston julkaisemassa "Carbon Peak by 2030 -toimintasuunnitelmassa" korostetaan tarvetta keskittyä edullisiin uusiutuvan energian vedyn tuotantoon ja teknologisiin innovaatioihin. Se korostaa myös vetyteknologian tutkimus-, kehitys- ja demonstrointisovellusten nopeuttamisen tärkeyttä eri aloilla, kuten teollisuudessa, liikenteessä ja rakentamisessa.
Merivesi eroaa merkittävästi makeasta vedestä, sillä se muodostaa noin 96,5 % maapallon vedestä ja sisältää 92 kemikaalin ja alkuaineen monimutkaisen seoksen. Meriveden suolapitoisuus on noin 35 PSU (35‰), ja natrium-, magnesium-, kalsium-, kalium-, kloori- ja sulfaatti-ionit muodostavat yli 99 % sen kokonaissuolapitoisuudesta. Vedyn tuotanto merivedestä kohtaa haasteita lukuisten ionien, mikro-organismien ja hiukkasten läsnäolon vuoksi, mikä voi johtaa ongelmiin, kuten kilpailuun haittavaikutuksista, katalyytin deaktivoitumisesta ja kalvon likaantumisesta.
Vedyn tuotantoon merivedestä on kehitetty kaksi erillistä teknologista lähestymistapaa: suora tuotanto ja epäsuora tuotanto. Suoraan tuotantoon kuuluu veden elektrolyysi tai fotolyysi. Maailman johtavat tutkimuslaitokset, kuten Kiinan tiedeakatemia, Ranskan kansallinen tieteellinen tutkimuskeskus, Japanin Tohokun teknillinen yliopisto, Pekingin kemiantekniikan yliopisto, Intian tieteellisen ja teollisen tutkimuksen neuvosto ja Houstonin yliopisto, osallistuvat aktiivisesti suoraan vedyn tuotannon tutkimus. Epäsuorassa tuotannossa sitä vastoin yhdistetään meriveden suolanpoistoteknologiat hydrolyyttisiin prosesseihin, kuten elektrolyysi, fotolyysi ja pyrolyysi.
Tällä hetkellä yli 90 % maailman vedystä tuotetaan hiilipohjaisista energialähteistä, kuten kivihiilestä ja maakaasusta. Kiinnostus vesipohjaiseen vedyn tuotantoon kuitenkin kasvaa, kun otetaan huomioon hiilineutraaliuden ja makean veden niukkuuden vaikutukset tulevaisuudessa. "In situ meriveden suoraelektrolyysi vedyn tuotantoteknologialla ilman suolanpoistoa" on valtava teoreettinen, teknologinen ja strateginen merkitys.
Tämän vuoden heinäkuussa Kiinan tiedeakatemian Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering raportoi uraauurtavasta kehityksestä vedyn tuottamisessa merivedestä korkean lämpötilan elektrolyysillä litteällä putkimaisella kiinteäoksidipolttokennolla. Tutkimusryhmä saavutti vaikuttavan 72,47 %:n energian muunnostehokkuuden ilman jalometallikatalyyttien tarvetta. Pitkäaikaiset kokeet osoittivat minimaalisia muutoksia kennon rakenteessa, koostumuksessa ja suorituskyvyssä, kun taas elektrolyyttinen jännite pysyi merkittävästi alhaisempana kuin huoneenlämpöisten kennojen.
Tutkijat suorittivat elektrolyysin 750 asteessa johtamalla vetyä, joka toimii kantajakaasuna, kiinteän oksidin elektrolyyttikennon läpi, joka sisälsi haihtunutta ja Ningbon kaupungin rannikkovesistä kuljetettua merivettä. Kuumentamalla ja haihduttamalla merivettä etukäteen useimpia epäpuhtauksia estettiin pääsemästä suoraan kosketukseen elektrolysaattoriin, mikä minimoi vaurioiden riskin.
Ottaa yhteyttä:
Jos sinulla on kysyttävää, ota meihin yhteyttä. Työajat: 8.30-17.30
Sähköposti:zhangjixia@bjygti.com
