Nová technologie zlepšuje výrobu vodíku

The Truth about Hydrogen (Smět 2019).

Anonim

Průmyslový vodík je bližší k tomu, že se produkuje efektivněji, a to díky poznatkům uvedeným v novém dokumentu publikovaném výzkumnými pracovníky Národního laboratoře v Idaho. Dr. Dong Ding a jeho kolegové ve svém příspěvku detailně pokročili ve výrobě vodíku, který se používá při rafinaci ropy, petrochemické výrobě a jako ekologicky šetrné palivo pro přepravu.

Vědci prokázali vysoce výkonnou elektrochemickou výrobu vodíku za nižších teplot, než bylo možné dříve. To bylo způsobeno klíčovým předstihem: keramická parní elektroda, která se sama sestaví z tkané rohože.

"Vynalezli jsme 3-D samo-sestavenou parní elektrodu, která může být škálovatelná, " řekl Ding. "Ultra-pórovitost a 3-D struktura mohou způsobit mnohem lepší přenos hmoty / náboje, takže výkon byl lepší."

V článku publikovaném v časopise Advanced Science výzkumní pracovníci informovali o návrhu, výrobě a charakterizaci vysoce účinných elektrolýzních buněk s protónovou vodivostí (P-SOEC) s novou 3-D samonastavenou parní elektrodou. Buňky pracovaly pod 600 o C. Během testování nepřetržitě produkovaly vodík s vysokou trvalou rychlostí.

Vodík je částečně ekologické palivo, protože když hoří, výsledkem je voda. Neexistují však vhodné vhodné přírodní zdroje čistého vodíku. Dnes je vodík získáván parním reformováním (nebo "krakováním") uhlovodíků, jako je zemní plyn. Tento proces však vyžaduje fosilní paliva a vytváří uhlíkové vedlejší produkty, což je méně vhodné pro udržitelnou výrobu.

Parní elektrolýza naproti tomu potřebuje pouze vodu a elektřinu k rozdělení molekul vody, čímž vytváří vodík a kyslík. Elektřina může pocházet z jakéhokoli zdroje, včetně větrných, solárních, jaderných a jiných zdrojů bez emisí. Umožnit účinnou elektrolýzu při co nejnižší možné teplotě minimalizuje potřebnou energii.

P-SOEC má porézní parní elektrodu, vodíkovou elektrodu a elektrolyt protonové vodivosti. Při napájení se pára pohybuje porézní parní elektrodou a přemění na kyslík a vodík na hranici elektrolytu. Vzhledem k rozdílným nábojům se tyto dva plyny oddělují a shromažďují se na příslušných elektrodách.

Takže konstrukce porézní párové elektrody je kritická, proto výzkumníci používali inovativní způsob, jak to udělat. Začaly tkanou textilní šablonou, vložily ji do předchůdce obsahujícího prvky, které chtěly použít, a poté ji vystřelily, aby odstranily tkaninu a nechaly za keramikou. Výsledkem byla keramická verze původního textilu.

Dali keramickou textilii do elektrody a všimli si, že při provozu došlo k přemostění mezi prameny. To by mělo zlepšit přenos hmoty a náboje a stabilitu elektrody, podle Dr. Wei Wu, primárního přispěvatele k této práci.

Elektroda a použití protónové vodivosti umožnilo vysokou produkci vodíku pod 600 o C. To je chladnější než stovky stupňů, než je obvyklé při konvenčních vysokoteplotních metodách elektrolýzy páry. Nižší teplota způsobuje, že proces výroby vodíku je trvanlivější a také vyžaduje méně nákladných, tepelně odolných materiálů v elektrolyzéru.

Ačkoli vodík se již používá k pohonu vozidel, k ukládání energie a přenosné energii, tento přístup by mohl nabídnout účinnější alternativu pro výrobu velkého objemu.

menu
menu