La limitada disponibilitat de recursos d'aigua dolça, que només representa aproximadament el 3,5% de l'aigua total de la Terra, ha posat èmfasi en la importància d'utilitzar abundant aigua de mar per al reciclatge d'energia. La dessalinització d'aigua de mar presenta una solució viable per fer front a l'escassetat de recursos d'aigua potable; tanmateix, els mètodes tradicionals com la destil·lació i el tractament amb membrana solen ser costosos.
L'acceleració d'una economia energètica basada en l'hidrogen és crucial per aconseguir la neutralitat de carboni i les emissions màximes de carboni. En línia amb això, el "Pla d'acció del pic del carboni per al 2030" emès pel Consell d'Estat posa l'accent en la necessitat de centrar-se en la producció d'hidrogen d'energia renovable de baix cost i la innovació tecnològica. També destaca la importància d'accelerar les aplicacions de recerca, desenvolupament i demostració de la tecnologia de l'hidrogen en diversos sectors com la indústria, el transport i la construcció.
L'aigua de mar difereix significativament de l'aigua dolça, ja que constitueix aproximadament el 96,5% de l'aigua de la Terra i conté una barreja complexa de 92 productes químics i elements. La salinitat de l'aigua de mar és d'uns 35 PSU (35‰), amb ions de sodi, magnesi, calci, potassi, clor i sulfat que representen més del 99% del seu contingut total de sal. La producció d'hidrogen a partir de l'aigua de mar s'enfronta a reptes a causa de la presència de nombrosos ions, microorganismes i partícules, que poden provocar problemes com la competència en reaccions adverses, la desactivació del catalitzador i l'encrassement de la membrana.
S'han desenvolupat dos enfocaments tecnològics diferents per a la producció d'hidrogen a partir d'aigua de mar: la producció directa i la producció indirecta. La producció directa implica electròlisi o fotòlisi de l'aigua. Les institucions de recerca líders a tot el món, com ara l'Acadèmia Xinesa de Ciències, el Centre Nacional de Recerca Científica de França, la Universitat Tecnològica de Tohoku del Japó, la Universitat de Tecnologia Química de Pequín, el Consell d'Investigació Científica i Industrial de l'Índia i la Universitat de Houston, participen activament en les activitats directes. investigació sobre la producció d'hidrogen. La producció indirecta, en canvi, combina tecnologies de dessalinització d'aigua de mar amb processos hidrolítics com l'electròlisi, la fotòlisi i la piròlisi.
Actualment, més del 90% de l'hidrogen del món es produeix a partir de fonts d'energia basades en carboni, com el carbó i el gas natural. Tanmateix, hi ha un interès creixent en la producció d'hidrogen a base d'aigua, tenint en compte les implicacions futures de la neutralitat del carboni i l'escassetat de recursos d'aigua dolça. La "tecnologia de producció d'hidrogen d'electròlisi directa d'aigua de mar in situ sense dessalinització" té una immensa importància teòrica, tecnològica i estratègica.
El juliol d'aquest any, l'Institut de Tecnologia i Enginyeria de Materials de Ningbo de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, va informar d'un desenvolupament innovador en la producció d'hidrogen a partir d'aigua de mar mitjançant electròlisi a alta temperatura mitjançant una pila de combustible d'òxid sòlid tubular plana. L'equip d'investigació va aconseguir una impressionant eficiència de conversió d'energia del 72,47% sense necessitat de catalitzadors de metalls nobles. Els experiments a llarg termini van demostrar canvis mínims en l'estructura, la composició i el rendiment de la cèl·lula, mentre que la tensió electrolítica es va mantenir significativament més baixa que la de les cèl·lules a temperatura ambient.
Els investigadors van realitzar electròlisi a 750 graus fent passar hidrogen, actuant com a gas portador, a través de la cèl·lula electrolítica d'òxid sòlid que contenia aigua de mar volatilitzada i transportada des de les aigües costaneres de la ciutat de Ningbo. Mitjançant l'escalfament i l'evaporació de l'aigua de mar prèviament, s'evitava que la majoria de les impureses entren en contacte directament amb l'electrolitzador, minimitzant el risc de danys.
Contacte:
Si teniu cap pregunta, no dubteu a posar-vos en contacte amb nosaltres. Horari: de 8.30 a 17.30 h
Correu electrònic:zhangjixia@bjygti.com
