|  | 3 августа 2016 | Энергетика

Разработан новый и недорогой способ получения водорода путем расщепления воды

Каталитический электролиз воды


Известно, что водород является одним из перспективных видов экологически чистого топлива, источник которого неисчерпаем в буквальном смысле этого слова. Однако, все процессы получения водорода, используемые в химической промышленности на сегодняшний день, крайне дорогостоящи и имеют отрицательный энергетический баланс, что делает экономически необоснованным начало широкого использования водородного топлива. Однако, в ближайшем времени данная ситуация может измениться благодаря работе ученых из Королевского Технологического института KTH (KTH Royal Institute of Technology) в Стокгольме. Эти ученые разработали новый, стабильный, высокоэффективный и, самое главное, недорогой способ получения водорода путем электрохимического расщепления воды.

Процесс расщепления воды под воздействием электрического тока используется уже очень давно для получения водорода. Но катализаторы, участвующие в этом процессе, обычно изготавливаются на базе драгоценных или редкоземельных металлов, что делает такой процесс весьма и весьма дорогим. Именно на катализаторах и сосредоточилась исследовательская группа, возглавляемая профессором Ликэнгом Суном (Licheng Sun), за плечами которой уже имеется опыт разработки молекулярных катализаторов для процесса фотохимического расщепления воды, эффективность которых приближается к эффективности естественного фотосинтеза.

Новые катализаторы, разработанные исследовательской группой, изготовлены на базе достаточно распространенных на Земле материалов. Основой этого катализатора является монослойная двойная гидроокись никеля и ванадия, толщина слоя которого составляет менее одного нанометра. Такой каталитический монослой никеля и ванадия по многим параметрам выигрывает у других катализаторов, изготовленных из недрагоценных металлов, по эффективности он уже может составить конкуренцию с катализаторами на базе окиси иридия (IrO2) или окиси рутения (RuO2).

Использование монослойного катализатора позволяет не только увеличить активную поверхность электродов установки электролиза. Его использование увеличивает эффективность передачи электронов из электронов в электролит и наоборот, что также сказывается на увеличении эффективности процесса в целом.

"Основной трудностью, с которой мы столкнулись, было введение металлического ванадия в гидроокись никеля. Но потраченные усилия не пропали даром, и полученные результаты превзошли все наши ожидания" - рассказывает Ки Фэн (Ke Fan), один из исследователей, - "Полученная эффективность расщепления воды при участи нового катализатора уже позволяет использовать его для производства гидролизных ячеек нового типа, потенциал которых способен произвести революцию в технологиях получения водорода".




Ключевые слова:
Электролиз, Вода, Расщепление, Водород, Топливо, Катализатор, Никель, Ванадий, Эффективность

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Установлен новый мировой рекорд эффективности получения водорода при помощи ...
  • Ученые-химики разработали новую технологию получения экологически чистого в ...
  • Найден новый недорогой катализатор, расщепляющий воду на кислород и водород ...
  • Ученые добились рекордной эффективности процесса искусственного фотосинтеза ...
  • Разработан эффективный катализатор для процесса гидролиза воды под воздейст ...




  • 3 августа 2016 19:23
    #1 Написал: andru.f

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    А смысл? Я делал оба электрода из нержавейки и они практически не изнашиваются.
        
    3 августа 2016 19:24
    #2 Написал: ed

    Публикаций: 0
    Комментариев: 13
    Хорошо бы в статье привести сравнительные цифры эффективности нового катализатора в с равнении со старыми. Иначе уровень информации - уровень рекламы новых батареек Duracell, которые "работают, ещё дольше... когда другие уже перестали работать".
    Изменил ли новый катализатор ситуацию когда "все процессы получения водорода, используемые в химической промышленности на сегодняшний день, крайне дорогостоящи и имеют отрицательный энергетический баланс, что делает экономически необоснованным начало широкого использования водородного топлива"? Неужели, баланс стал положительным?
        
    3 августа 2016 23:23
    #3 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 505
    Цитата: ed
    Неужели, баланс стал положительным?

    Если он вдруг станет не то что положительным, а хотя бы немного несимметричным, это будет означать
    "всего лишь" нарушение закона сохранения энергии и создание вечного двигателя, в одной половине которого вода разлагается, а в другой - водород сгорает с выделением энергии, которой с избытком хватает на обратное разложение воды на водород и кислород.
    Шансы на такое чудо каждый может оценить самостоятельно wink
        
    4 августа 2016 05:22
    #4 Написал: GrayCat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Цитата: Rsa
    Если он вдруг станет не то что положительным, а хотя бы немного несимметричным, это будет означать
    "всего лишь" нарушение закона сохранения энергии и создание вечного двигателя, в одной половине которого вода разлагается, а в другой - водород сгорает с выделением энергии, которой с избытком хватает на обратное разложение воды на водород и кислород.
    Шансы на такое чудо каждый может оценить самостоятельно

    а вы не забыли, что в данной схеме вода является ресурсом для получения водорода? и если этот ресурс не восполнять, быстро закончится ? вас же не удивит, к примеру бензиновый насос, качающий нефть, из которой делается бензин для насоса ? - нефть закончится - всё встанет. тут закончится вода. "луц кончился" .. smile
        
    4 августа 2016 07:52
    #5 Написал: gashev

    Публикаций: 0
    Комментариев: 83
    Я думаю, что он не забыл, что вода закончится. Ибо при сгорании водорода и кислорода будет произведено такое же количество воды как и при разложении. Вот и двигатель первого рода.))
        
    4 августа 2016 11:04
    #6 Написал: enigman

    Публикаций: 0
    Комментариев: 170
    andru.f,
    Смысл использования катализаторов вообще в увеличении скорости протекания реакций, увеличении выхода продукции, уменьшении требований к условиям протекания реакции (снижение требуемой температуры и давления в реакторе).
    Так, видимо, и здесь, катализатор нужен, чтобы увеличить выход водорода на единицу затрачиваемой энергии.
        
    5 августа 2016 19:52
    #7 Написал: gendalf

    Публикаций: 0
    Комментариев: 617
    Rsa, электричество + вода считай и есть топливо, как в турбореактивных двигателях кислород из воздуха, так что ничего вечного, просто переход на более распространенное (на Земле) топливо.
        
    6 августа 2016 02:26
    #8 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 505
    Цитата: gendalf
    электричество + вода считай и есть топливо,

    Электричество само по себе может считаться топливом. Если оно есть, то никакие манипуляции с водой уже не нужны fellow
        
    30 августа 2016 14:44
    #9 Написал: toxa.nah

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Rsa, ну конечно, троллейбус и трамвай уже изобретены и больше ничего никому не нужно.

    К сожалению, на текущий момент покрыть сеткой проводников хотя бы 5х5 метров (с поддержанием во всей сети напряжения и силы тока хотя примерно одинаковых) всю Землю не представляется возможным, поэтому вопросы энергоёмкости абстрактной батарейки (и стоимости всего с ней связанного), а также мехнизма преобразования этой самой абстрактной энергии в поступательное движение (и тоже стоимости этого самого механизма и всего с ним связанного) по прежнему не праздный.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.