Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды

Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды
Китайские исследователи продемонстрировали электролизер для морской воды, который работает так же эффективно, как коммерческий электролизер для пресной воды, в течение нескольких месяцев подряд, не разъедая себя до смерти. Также эти машины могут собирать литий.


Одна из проблем с возобновляемым источником водорода заключается в том, что он использует пресную воду, а поскольку четверть населения мира уже сталкивается с острой нехваткой воды по крайней мере один месяц в году, пресная вода становится все более исчерпаемым и ценным ресурсом. Таким образом, технологии, которые могут электролизовать водород из обильной морской воды, покрывающей большую часть планеты, являются жизненно важной областью исследований.

Можно опреснить морскую воду, а затем разделить ее, но это не лучшее решение. Большая часть входной энергии теряется в процессе опреснения, и это увеличивает цену водорода, который производится. Существует также множество машин для прямого электролиза морской воды, но большинство из них ломается слишком быстро, чтобы быть полезными в коммерческом смысле: ионы хлорида в сложном океанском вареве превращаются в высококоррозионный газообразный хлор на аноде, который разъедает электроды и разрушает катализаторы, пока машина не перестанет работать.


Исследователи из Нанкинского технологического университета Китая считают, что нашли способ обойти эту проблему. В исследовании, опубликованном в журнале Nature, команда из Нанкина продемонстрировала установку для прямого электролиза морской воды, которая безотказно работала более 3200 часов (133 дня). По их словам, он эффективен, масштабируем и работает так же, как разделитель пресной воды «без заметного увеличения эксплуатационных расходов».

Электролизер команды полностью отделяет морскую воду от концентрированного электролита гидроксида калия и электродов с использованием дешевых, водонепроницаемых, воздухопроницаемых мембран на основе ПТФЭ, предотвращающих биообрастание. Эти мембраны не пропускают жидкую воду, но пропускают водяной пар. Разница в давлении водяного пара между стороной морской воды и стороной электролита «обеспечивает движущую силу для спонтанной газификации (испарения) морской воды».

Таким образом, получается чистая вода, быстро испаряющаяся из морской воды без каких-либо дополнительных затрат энергии, затем пересекающая мембрану из ПТФЭ и поглощающуюся электролитом в виде жидкости. По словам команды из Нанкина, он пропускает воду и блокирует 100% других ионов, которые могут повредить электроды или мембрану.

Команда протестировала компактный электролизер с 11 ячейками размером с пару чемоданов среднего размера в морской воде залива Шэньчжэнь. Он произвел около 386 литров газообразного водорода в час в течение 133-дневного испытания, что звучит много, но при стандартном атмосферном давлении, 386 литров представляют собой всего 31,652 грамма водорода. Если рассматривать это в контексте электромобиля на топливных элементах и предположить, что автомобиль проезжает около 100 км на 1 кг водорода, то это 11-ячеечное устройство вырабатывает достаточно водорода в час, чтобы проехать на автомобиле около 3,2 км. Тем не менее, это всего лишь небольшой тестовый образец.

С точки зрения эффективности электролизер потреблял около 5 кВтч на каждый нормальный кубический метр (Нм3) произведенного водорода. Поскольку водород несет около 3,544 кВтч энергии на Нм3, этот электролизер морской воды работает с эффективностью около 71%. Это находится на уровне многих современных технологий электролизеров, хотя и не поспевает за некоторыми появляющимися сверхэффективными конструкциями, такими как конструкция капиллярной подачи Hysata с эффективностью 95%.


Важно отметить, что устройство все еще работало на полную мощность после четырех с небольшим месяцев в морской воде, а анализ после испытаний не показал «явного увеличения содержания примесных ионов» в электролите, «предполагая 100% эффективность блокировки ионов» мембраны из ПТФЭ, и на слоях катализатора не было видно коррозии. Исследователи говорят, что теперь, когда доказан основной принцип извлечения пресной воды из морской воды, открыто множество путей для повышения производительности.

Команда из Нанкина провела небольшое тестирование и увидела, как их процесс испарения влияет на концентрацию лития в морской воде. Они обнаружили значительное 42-кратное увеличение через пару сотен часов и смогли выделить несколько кристаллов карбоната лития, предполагая, что при дальнейшем развитии машины смогут получать доход как от водорода, это может стать огромным импульсом с точки зрения коммерческого внедрения и масштабирования.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
0
Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Многокомпонентные 3D-принтеры уже существуют, нить, которую они создают, обычно представляет собой один материал в любой точке процесса печати. Новая система производит настоящие нити из нескольких материалов, и они могут похвастаться потенциально очень полезной спиральной конструкцией.

Экспериментальная установка была разработана командой Гарвардского университета под руководством профессора Дженнифер Льюис, профессора Дэвида Кларка и докторанта Натали Ларсон. Его печатающая головка состоит из четырех отдельных картриджей, каждый из которых может содержать разные «чернила» (фотоотверждаемый вязкий печатный материал). Все четыре картриджа подаются в одно сопло, которое выдавлива...
21.01.23 15:00
0
1
Найден секретный ингредиент, помогающий самовосстановлению древнеримского бетона

Найден секретный ингредиент, помогающий самовосстановлению древнеримского бетона

Если пренебрегать современным бетонным сооружением в течение нескольких десятилетий, оно начнет разваливаться, а сооружения, построенные древними римлянами, по-прежнему остаются прочными спустя 2000 лет. Инженеры нашли включение, которое помогает древним бетонным трещинам самозалечиваться, и показали, как можно воссоздать рецепт, чтобы новые здания служили дольше.

Бетон является наиболее часто используемым строительным материалом в мире, но он не невосприимчивым к повреждениям. Погода и нагрузки могут привести к крошечным трещинам, затем перерасти в гораздо более крупные трещины, которые в конечном итоге угрожают целостности всей конструкции. Это может потребовать дорогостоящего обслуживания или замены, чтобы предотвратить катастрофические разрушения. Древ...
09.01.23 09:01
0
0
Новый материал на основе белка может выдерживать сверхзвуковые удары

Новый материал на основе белка может выдерживать сверхзвуковые удары

Поиск материалов для брони нового поколения регулярно приводит ученых в царство природы, где все, от раковин улиток до морских губок, вдохновляет на захватывающие возможности.

Исследователи из Кентского университета пошли по этому пути и разработали синтетические материалы на основе белков, способные выдерживать сверхзвуковые удары и которые, по их мнению, однажды найдут применение в военных и космических отраслях. Творение команды использует уникальные свойства белка в качестве отправной точки. Команда Кентского университета изучила естественные амортизирующие способн...
15.12.22 13:27
0