Hva er vanndelende?
Vannsplitting er prosessen med å bryte ned den kjemiske forbindelsen av vann i dens bestanddeler av hydrogen og oksygen. Det er mange tilnærminger til vann splitting, de vanligste blant dem er elektrolyse, der en elektrisk strøm føres gjennom vann for å produsere hydrogen- og oksygenioner. Selv om mange metoder for vann splitting ikke er energieffektive når det gjelder energien som kreves for å skille hydrogen og oksygen fra vann kontra energien som kan avledes senere fra det rene hydrogenet for drivstoff, blir prosessen likevel sett på som et potensielt alternativ til å erstatte en avhengighet av fossilt brensel. Bruksområder som bruker solenergi og nye kjemiske katalysatorer for å dele vann, gir en lovende metode for å produsere fornybare netto energigevinster uten å produsere klimagassutslipp eller andre miljøgifter i prosessen.
fotokatalytisk vann splitting ved bruk av energien tilLys, eller bruk av andre fornybare energikilder som vindkraft, brukes nå for å generere elektrisk strøm i nye former for elektrolyse. Målet er å lage et vannplittingssystem som er helt drevet av fornybare energikilder, for eksempel sollys, noe som gjør hydrogenproduksjon konkurransedyktig mot fossilt brensel. Utfordringen i prosessen har vært å utvikle elektroder som er laget av rimelige og holdbare materialer. Kobolt- og nikkelboratforbindelser har vist seg å gi økt effektivitet, og de er billige og enkle å produsere. Selv om disse nye elektrodeforbindelsene er trygge i kommersielle produserende systemer for solbrensel, kan de ennå ikke konkurrere med effektiviteten av industrielle elektrolysemetoder som bruker farlige alkaliforbindelser som elektrolyttløsninger.
Vannsplittingsmekanismer som gir mest løfte når det gjelder energiforsterkning er basert på prosessen med fotosyntese som planter bruker for å omdanne sollys til kjemisk energi. Mens det er naturligSystemer for dette er veldig trege og kunstige systemer som etterligner at det opprinnelig hadde en effektivitet på mindre enn 1% da forskning begynte på dem i 1972 i Japan, nye prosesser øker hydrogenproduksjonsnivået. Japanske forskere i 2007 begynte beleggelektroder laget av hydrogenerte mikrokrystallinske silisium med nanopartikler av platina, noe som ytterligere økte stabiliteten og levetiden til elektrodene og deres katalytiske evne ved vannsplitting.
Lignende forskning ved National Renewable Energy Laboratory (NREL) i USA målretter Solar til hydrogeneffektivitetskonverteringshastighet på 14% i 2015 med en økt holdbarhet på elektroder fra 1000 timer i 2005 til 20 000 timer i 2015, også. Når denne effektiviteten øker, reduseres de tilsvarende kostnadene for å produsere hydrogenbrensel, med en amerikansk dollar (USD) per kilo ($/kg) kostnad for å produsere h 2 I 2005 til $ 360/kg ned til $ 5/kg i 2015. Selv på dette nivået, vann splittet til å produsere HYDRogen er fremdeles tre til ti ganger dyrere enn å generere hydrogenbasert drivstoff fra reformasjonen av naturgass. Forskningen har fortsatt et stykke til å gå før den er konkurransedyktig økonomisk med den etablerte energisektoren.