Co to jest podział wody?

Podział wody to proces rozkładania chemicznego związku wody na jego składowe elementy wodoru i tlenu. Istnieje wiele podejść do podziału wody, najczęstszym z nich jest elektroliza, w której prąd elektryczny przechodzi przez wodę w celu wytwarzania jonów wodoru i tlenu. Chociaż wiele metod podziału wody nie jest energooszczędnych pod względem energii wymaganej do oddzielenia wodoru i tlenu od wody w porównaniu z energią, którą można wyprowadzić później z czystego wodoru paliwa, proces ten jest postrzegany jako potencjalna alternatywa dla zastąpienia zależności od paliw kopalnych. Zastosowania wykorzystujące energię słoneczną i nowe katalizatory chemiczne do podzielonej wody oferują obiecującą metodę wytwarzania odnawialnych zysków energii netto bez wytwarzania emisji gazów cieplarnianych lub innych zanieczyszczeń.

Fotokatalityczne dzielenie wody za pomocą energiiObecnie stosuje się światło lub stosowanie innych odnawialnych źródeł energii, takich jak energia wiatru do generowania prądu elektrycznego w nowych postaciach elektrolizy. Celem jest stworzenie systemu podziału wody, który jest całkowicie napędzany odnawialnymi źródłami energii, takimi jak światło słoneczne, czyniąc produkcję wodoru w stosunku do paliw kopalnych. Wyzwaniem w tym procesie było opracowanie elektrod wykonanych z niedrogich i trwałych materiałów. Stwierdzono, że związki boranowe kobaltu i niklu zapewniają zwiększoną wydajność i są tanie i łatwe w produkcji. Chociaż te nowe związki elektrody są bezpieczne w komercyjnych systemach wytwarzających paliwo słoneczne, nie mogą jeszcze konkurować z wydajnością przemysłowych metod elektrolizy, które wykorzystują niebezpieczne związki alkaliczne jako roztwory elektrolitów.

Mechanizmy podziału wody, które oferują największą obietnicę pod względem przyrostu energii, oparte są na procesie fotosyntezy, z której rośliny wykorzystują do przekształcania światła słonecznego w energię chemiczną. Choć naturalneSystemy do tego są bardzo powolne i sztuczne systemy, które naśladują go początkowo, miały wydajność mniejszą niż 1%, kiedy rozpoczęły się badania nad nimi w 1972 r. W Japonii, nowe procesy zwiększają poziomy produkcji wodoru. Japońscy badacze w 2007 r. Rozpoczęli powlekanie elektrod wykonanych z uwodornionego mikrokrystalicznego krzemu z nanocząstek platyny, co dodatkowo zwiększyło stabilność i żywotność elektrod oraz ich zdolność katalityczną przy podziału wody.

Podobne badania w National Renewa Energy Laboratory (NREL) w Stanach Zjednoczonych są skierowane do słonecznych w stosunku do wydajności wodorowej wynoszącej 14% w 2015 r. Z zwiększoną trwałością elektrod z 1000 godzin w 2005 r. Do 20 000 godzin w 2015 r. Wraz ze wzrostem tej wydajności, odpowiedni koszt produkcji paliw wodorowych zmniejsza się, a dolary amerykańskie (USD) za kilogram ($/kg) produkcji H w 2005 r. Przy 360 USD/kg do 5/kg w 2015 r. Nawet na tym poziomie, wodę, aby wytworzyć HYD.Rogen jest nadal trzy do dziesięciu razy droższy niż generowanie paliw na bazie wodoru z reformacji gazu ziemnego. Badania wciąż mają pewną odległość, zanim będą konkurencyjne ekonomicznie z ustalonym sektorem energetycznym.