Водород для экологически чистой энергетики можно будет производить из морской воды

Электролиз морской воды может обеспечить устойчивое производство водорода, не усугубляя глобальную нехватку пресной воды.

Фото: Pixabay/clapdop

Чистая энергетика является главным приоритетом для стран всего мира. В то время как традиционная энергия зависит от ископаемого топлива, такого как уголь, природный газ и нефть, чистая энергия поставляется в различных формах, таких как солнечная, ветровая, геотермальная, гидроэлектрическая и биомасса.

Водород также является ведущим вариантом хранения энергии из возобновляемых источников и может помочь снизить высокий уровень выбросов углерода.

Текущие исследования показывают, что электролиз соленой воды – процесс расщепления воды на кислород и водород – является жизнеспособным решением общих проблем электролиза пресной воды. Электролиз морской воды может обеспечить устойчивое производство водорода, не усугубляя глобальную нехватку пресной воды.

По данным Центра данных по альтернативному топливу Министерства энергетики США, чистый водород является распространенным элементом на Земле, который демонстрирует большие перспективы в поддержке перехода к чистой, устойчивой и возобновляемой энергии.

После производства водорода он может генерировать электроэнергию в топливном элементе и выделяет только водяной пар и теплый воздух. Поскольку водород не выделяет парниковых газов, оксидов азота, углеводородов или других твердых частиц, он не оказывает негативного воздействия на окружающую среду.

У водорода есть и другие преимущества, которые помогут создать экономику экологически чистой энергетики. Это оптимальное энергетическое решение в обычно сложных для декарбонизации районах. Это повышает надежность и устойчивость современной электросети. Это также может улучшить здоровье населения и состояние окружающей среды.

Кроме того, это может увеличить количество возможностей трудоустройства и энергетическую безопасность в глобальных отраслях. Это может помочь транспортной отрасли стать более устойчивой и поддержать переход на электромобили (EV). И это может способствовать увеличению доходов и укреплению мировой экономики.

Несколько стран инвестируют в производство зеленого водорода, в том числе США, Австралия, Саудовская Аравия, Япония, Чили и Германия. Кроме того, Европейский Союз к 2030 году инвестирует 430 миллиардов долларов в экологически чистый водород, чтобы помочь достичь целей, изложенных в Европейском зеленом соглашении.

Одна из проблем, приводящих к увеличению затрат, связанных с производством зеленого водорода, заключается в том, что для электролизеров требуется сверхчистая вода. Это затрудняет традиционный электролиз соленой воды, поскольку многие источники воды заполнены загрязнителями.

Хотя Агентство по охране окружающей среды предъявляет строгие требования к воде из-за присутствия свинца, хлора и бактерий, это не обязательно означает, что вся вода свободна от загрязнений.

Электролиз морской воды

Исследования электролиза морской воды начались в начале 19 века. Хотя ученые добились успехов в производстве водорода, оно так и не получило распространения и не стало жизнеспособным энергетическим решением. В 20 веке водород в основном добывался из природного газа и использовался для питания автомобилей, автобусов, дирижаблей и ракет.

Хотя использование этого водорода было осуществимо, его производство было энергоемким и способствовало выбросам углерода, одной из основных причин изменения климата. Кроме того, в некоторых городах твердые бытовые отходы фильтруются с помощью технологии водородных топливных элементов, которая производит водород и предотвращает загрязнение местных источников воды отходами.

Различные исследователи и ученые разрабатывают передовые технологии с использованием электролиза морской воды, чтобы избежать этих проблем. Если эти технологии будут работать правильно, они будут производить устойчивый водород без использования ресурсов пресной воды и без увеличения выбросов углекислого газа.

Например, в Техасском центре сверхпроводимости исследователи создали электрокатализатор на основе никеля и железа, который может взаимодействовать с медью-кобальтом для успешного электролиза морской воды.

Директор института Чжифэн Жэнь предполагает, что этот мультиметаллический электрокатализатор может стимулировать и продвигать развитие технологий электролиза морской воды. В будущем этот процесс и технология могут снизить стоимость производства водорода до 1 доллара за килограмм.