Dengan Katalis Hasil Penemuan Baru Ini Efisien Menghasilkan Hidrogen Dari Air Laut Dan Air Limbah


Air laut adalah salah satu sumber daya paling melimpah di bumi, menawarkan janji baik sebagai sumber hidrogen - diinginkan sebagai sumber energi bersih - dan air minum di iklim kering. Tetapi bahkan ketika teknologi pemisahan air yang mampu menghasilkan hidrogen dari air tawar telah menjadi lebih efektif, air laut tetap menjadi tantangan.

Para peneliti dari University of Houston telah melaporkan terobosan signifikan dengan katalis reaksi evolusi oksigen baru yang, dikombinasikan dengan katalis reaksi evolusi hidrogen, mencapai kepadatan saat ini yang mampu mendukung permintaan industri sementara membutuhkan tegangan yang relatif rendah untuk memulai elektrolisis air laut.

Para peneliti mengatakan alat itu, yang terdiri dari nitrida logam non-mulia yang murah, berhasil menghindari banyak hambatan yang membatasi upaya sebelumnya untuk memproduksi hidrogen atau air minum yang aman dari air laut dengan biaya murah. Pekerjaan tersebut dijelaskan dalam Nature Communications.

Zhifeng Ren, direktur Texas Center for Superkonduktivitas di UH dan penulis yang sesuai untuk makalah itu, mengatakan kendala utama adalah kurangnya katalis yang dapat secara efektif memecah air laut untuk menghasilkan hidrogen tanpa juga mengatur ion bebas natrium, klor, kalsium dan komponen lain dari air laut, yang pernah dibebaskan dapat mengendap pada katalis dan menjadikannya tidak aktif. Ion klorin khususnya bermasalah, sebagian karena klorin membutuhkan tegangan yang sedikit lebih tinggi untuk membebaskan daripada yang diperlukan untuk membebaskan hidrogen.

Para peneliti menguji katalis dengan air laut yang diambil dari Galveston Bay di lepas pantai Texas. Ren, M.D. Ketua Fisika Anderson di UH, mengatakan bahwa itu juga akan bekerja dengan air limbah, menyediakan sumber hidrogen lain dari air yang tidak dapat digunakan tanpa pengolahan yang mahal.

"Kebanyakan orang menggunakan air tawar bersih untuk menghasilkan hidrogen dengan cara memisahkan air," katanya. "Tetapi ketersediaan air tawar bersih terbatas."

Untuk mengatasi tantangan tersebut, para peneliti merancang dan mensintesis katalis reaksi evolusi inti-shell oksigen tiga dimensi menggunakan logam transisi-nitrida, dengan nanopartikel yang terbuat dari senyawa nikel-besi-nitrida dan nanorod nikel-molibdenum-nitrida pada busa nikel berpori.

Penulis pertama Luo Yu, seorang peneliti postdoctoral di UH yang juga berafiliasi dengan Central China Normal University, mengatakan katalis reaksi evolusi oksigen baru dipasangkan dengan katalis reaksi evolusi hidrogen yang dilaporkan sebelumnya dari nanorods nikel-molibdenum-nitrida.

Katalis diintegrasikan ke dalam elektrolisis alkali dua-elektroda, yang dapat didukung oleh limbah panas melalui perangkat termoelektrik atau dengan baterai AA.

Tegangan sel yang diperlukan untuk menghasilkan kerapatan arus 100 miliampere per sentimeter persegi (ukuran kerapatan arus, atau mA cm-2) berkisar antara 1,564 V hingga 1,581 V.

Tegangan itu signifikan, kata Yu, karena sementara tegangan setidaknya 1,23 V diperlukan untuk menghasilkan hidrogen, klor dihasilkan pada tegangan 1,73 V, yang berarti perangkat harus mampu menghasilkan tingkat kepadatan arus yang bermakna dengan tegangan. antara dua level.

Selain Ren dan Yu, para peneliti di atas kertas itu termasuk Qing Zhu, Song Shaowei, Brian McElhennyy, Dezhi Wang, Chunzheng Wu, Zhaojun Qin, Jiming Bao dan Shuo Chen, semuanya dari UH; dan Ying Yu dari Universitas Normal Tiongkok Tengah.

Post a Comment

0 Comments