Проточные электроды производят водород в 50 раз быстрее
Водород можно хранить и использовать в качестве топлива позже, когда солнце зайдет или ветер станет спокойным.
Эффективность электролиза
К сожалению, без такого доступного по цене накопителя энергии, как этот, миллиарды ватт возобновляемой энергии ежегодно тратятся впустую.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЗАКРЫТЫЕ эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами на закрытом аккаунте course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Для того чтобы водород стал решением проблемы хранения, электролиз, расщепляющий воду, должен быть гораздо более доступным и эффективным, говорит Бен Вайли, профессор химии в Университете Дьюка. И у него и его команды есть несколько идей о том, как это сделать.
Проточные электроды производят водород в 50 раз быстрее
Вайли и его лаборатория недавно протестировали три новых материала, которые можно использовать в качестве пористого, проникающего электрода для повышения эффективности электролиза. Их целью было увеличить площадь поверхности электрода для проведения реакций, избегая при этом захвата образующихся пузырьков газа.
«Максимальная скорость, при которой образуется водород, ограничена пузырьками, блокирующими электрод – буквально блокирующими воду от попадания на поверхность и расщепления», – сказал Вайли.
В статье, опубликованной 25 мая в журнале «Advanced Energy Materials», они сравнили три различные конфигурации пористого электрода, через который может протекать щелочная вода при протекании реакции.
Они изготовили три вида проточных электрода, каждый из которых представляет собой 4-миллиметровый квадрат из губчатого материала, толщиной всего в миллиметр. Один из них был изготовлен из никелевой пены, другой – из «фетра», изготовленного из никелевых микроволокон, а третий – из фетра, изготовленного из никелево-медных нанопроволок.
Пропуская ток через электроды в течение пяти минут, они обнаружили, что фетр из никель-медной нанопроволоки изначально производит водород более эффективно, поскольку его поверхность имеет большую площадь, чем у двух других материалов. Но в течение 30 секунд его эффективность упала, так как материал забился пузырьками.
Никель-пенный электрод лучше всего позволял пузырькам выходить, но его поверхность имела значительно меньшую площадь, чем у двух других электродов, что делало его менее производительным.
Самым эффективным оказался фетр из микрофибры никеля, который производил больше водорода, чем нанопроволочный фетр, несмотря на то, что площадь поверхности для реакции была на 25 % меньше.
В ходе 100-часового испытания микроволокнистый войлок выделял водород при плотности тока 25 000 миллиампер на квадратный сантиметр. При таком темпе он был бы в 50 раз продуктивнее, чем обычные щелочные электролизеры, используемые в настоящее время для электролиза воды, подсчитали исследователи.
Проточные электроды производят водород в 50 раз быстрее
Самый дешевый способ получения промышленных водорода в настоящее время – это не разделение воды, а разделение природного газа (метана) очень горячим паром – энергоемкий подход, при котором на каждую тонну вырабатываемого водорода создается от 9 до 12 тонн С02, не считая энергии, необходимой для создания 1000-градусного пара по Цельсию.
Вайли сказал, что коммерческие производители электролизеров для воды могут улучшить структуру своих электродов, основываясь на том, что узнала его команда. Если бы они смогли значительно увеличить производство водорода, стоимость водорода, производимого из расщепляющейся воды, могла бы снизиться, возможно, даже настолько, чтобы сделать его доступным решением для хранения возобновляемой энергии.
Водород можно хранить и использовать в качестве топлива позже, когда солнце зайдет или ветер станет спокойным.
К сожалению, без такого доступного по цене накопителя энергии, как этот, миллиарды ватт возобновляемой энергии ежегодно тратятся впустую.
Для того чтобы водород стал решением проблемы хранения, электролиз, расщепляющий воду, должен быть гораздо более доступным и эффективным, говорит Бен Вайли, профессор химии в Университете Дьюка. И у него и его команды есть несколько идей о том, как это сделать.
Вайли и его лаборатория недавно протестировали три новых материала, которые можно использовать в качестве пористого, проникающего электрода для повышения эффективности электролиза. Их целью было увеличить площадь поверхности электрода для проведения реакций, избегая при этом захвата образующихся пузырьков газа.
«Максимальная скорость, при которой образуется водород, ограничена пузырьками, блокирующими электрод – буквально блокирующими воду от попадания на поверхность и расщепления», – сказал Вайли.
В статье, опубликованной 25 мая в журнале «Advanced Energy Materials», они сравнили три различные конфигурации пористого электрода, через который может протекать щелочная вода при протекании реакции.
Они изготовили три вида проточных электрода, каждый из которых представляет собой 4-миллиметровый квадрат из губчатого материала, толщиной всего в миллиметр. Один из них был изготовлен из никелевой пены, другой – из «фетра», изготовленного из никелевых микроволокон, а третий – из фетра, изготовленного из никелево-медных нанопроволок.
Пропуская ток через электроды в течение пяти минут, они обнаружили, что фетр из никель-медной нанопроволоки изначально производит водород более эффективно, поскольку его поверхность имеет большую площадь, чем у двух других материалов. Но в течение 30 секунд его эффективность упала, так как материал забился пузырьками.
Никель-пенный электрод лучше всего позволял пузырькам выходить, но его поверхность имела значительно меньшую площадь, чем у двух других электродов, что делало его менее производительным.
Самым эффективным оказался фетр из микрофибры никеля, который производил больше водорода, чем нанопроволочный фетр, несмотря на то, что площадь поверхности для реакции была на 25 % меньше.
В ходе 100-часового испытания микроволокнистый войлок выделял водород при плотности тока 25 000 миллиампер на квадратный сантиметр. При таком темпе он был бы в 50 раз продуктивнее, чем обычные щелочные электролизеры, используемые в настоящее время для электролиза воды, подсчитали исследователи.
Самый дешевый способ получения промышленных водорода в настоящее время – это не разделение воды, а разделение природного газа (метана) очень горячим паром – энергоемкий подход, при котором на каждую тонну вырабатываемого водорода создается от 9 до 12 тонн С02, не считая энергии, необходимой для создания 1000-градусного пара по Цельсию.
Вайли сказал, что коммерческие производители электролизеров для воды могут улучшить структуру своих электродов, основываясь на том, что узнала его команда. Если бы они смогли значительно увеличить производство водорода, стоимость водорода, производимого из расщепляющейся воды, могла бы снизиться, возможно, даже настолько, чтобы сделать его доступным решением для хранения возобновляемой энергии.
https://econet.ru/articles/protochnye-elektrody-proizvodyat-vodorod-v-50-raz-bystree
21.06.2020