Вход / Регистрация
24.04.2024, 21:32
Выбор фона:
/ Новости сайта / Наука и Технологии / Разработан новый простой метод получения водорода из воды путем электролиза
17.05.2015
Разработан новый простой метод получения водорода из воды путем электролиза
Простое и надежное устройство, разработанное исследователями из
Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны (Swiss
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne, EPFL), позволит реализовать
производство водородного топлива из воды по более низкой стоимости,
нежели это было возможно до последнего времени. В
разработанной швейцарскими исследователями технологии электролиза не
используется помещаемых между электродами дорогостоящих ионных мембран,
кроме этого, она обладает некоторыми другими преимуществами по сравнению
с обычными технологиями электролиза.
В течение достаточно долго времени ученые бьются над задачей замены ископаемых видов топлива водородом. Поскольку водород при сгорании не выделяет ничего, кроме чистой воды, он является идеальным топливом для экологически чистого транспорта и идеальным средством для промежуточного хранения энергии, получаемой от возобновляемых источников, таких, как Солнце и ветер. Однако, производство водорода, заключающееся в расщеплении молекул воды на водород и кислород под воздействием электрической энергии, остается по-прежнему крайне дорогостоящим и не способным конкурировать с обычным топливом и другими источниками энергии.
Группа из EPFL, возглавляемая профессором Деметри Псальтисом (Demetri Psaltis), разработала технологию универсального и упрощенного процесса электролиза воды. Играя с балансом между механическими силами, электрическими силами и силами поверхностного натяжения, исследователи избавились от необходимости использования ионных мембран, которые разделяют электроды в обычных электролизных системах.
Электрический ток в электролизной ячейке течет от катода к аноду. Этот ток и воздействие катализаторов заставляют молекулы воды расщепляться на кислород и водород. Для того, чтобы воспрепятствовать смешению этих газов и образованию взрывоопасной гремучей смеси, между электродами устанавливают полимерные мембраны, проводящие ионный электрический ток и изготовленные из материала под названием нафион (Nafion). Такие мембраны сами по себе достаточно дорогостоящие, имеют ограниченный срок службы и работают в растворах с высокой кислотностью, что сужает круг используемых катализаторов.
Чтобы избавиться от ограничений, связанных с необходимостью использования ионных мембран, ученые разместили электроды на расстоянии нескольких сотен микрометров друг от друга, превратив электролизную ячейку в микропотоковое устройство. Когда жидкость в таком устройстве перемещается со скоростью, превышающей некий предел, газы, водород и кислород, выделяются в противоположных направлениях за счет эффекта Серже-Сильберберга (Segre-Silberberg effect), разделяясь безо всякой мембраны.
Такая конструкция электролизной ячейки позволит создать устройства-электролизеры, способные работать с любыми типами жидких электролитов и с любыми катализаторами, которые более не будут подвергаться риску их повреждения при работе в чрезвычайно кислой среде. Такая универсальность невозможна в обычных системах, в которых нормально работают только катализаторы на основе благородных металлов, таких как платина.
"Наше устройство обладает потенциалом для резкого увеличения эффективности по отношению к другим методам расщепления воды, в которых используются ионные мембраны" - рассказывает Мохаммад Хашеми (Mohammad Hashemi), один из исследователей, - "Кроме этого, общая эффективность расщепления воды увеличивается за счет отсутствия ионной мембраны, которая ограничивает ионную проводимость электролита и выступает в роли паразитного электрического сопротивления".
В настоящее время исследовательская группа работает, разрабатывая такую конструкции новых электролизных ячеек, которая одновременно обеспечит еще большую эффективность процесса расщепления и будет подходящей для условий массового производства.
В течение достаточно долго времени ученые бьются над задачей замены ископаемых видов топлива водородом. Поскольку водород при сгорании не выделяет ничего, кроме чистой воды, он является идеальным топливом для экологически чистого транспорта и идеальным средством для промежуточного хранения энергии, получаемой от возобновляемых источников, таких, как Солнце и ветер. Однако, производство водорода, заключающееся в расщеплении молекул воды на водород и кислород под воздействием электрической энергии, остается по-прежнему крайне дорогостоящим и не способным конкурировать с обычным топливом и другими источниками энергии.
Группа из EPFL, возглавляемая профессором Деметри Псальтисом (Demetri Psaltis), разработала технологию универсального и упрощенного процесса электролиза воды. Играя с балансом между механическими силами, электрическими силами и силами поверхностного натяжения, исследователи избавились от необходимости использования ионных мембран, которые разделяют электроды в обычных электролизных системах.
Электрический ток в электролизной ячейке течет от катода к аноду. Этот ток и воздействие катализаторов заставляют молекулы воды расщепляться на кислород и водород. Для того, чтобы воспрепятствовать смешению этих газов и образованию взрывоопасной гремучей смеси, между электродами устанавливают полимерные мембраны, проводящие ионный электрический ток и изготовленные из материала под названием нафион (Nafion). Такие мембраны сами по себе достаточно дорогостоящие, имеют ограниченный срок службы и работают в растворах с высокой кислотностью, что сужает круг используемых катализаторов.
Чтобы избавиться от ограничений, связанных с необходимостью использования ионных мембран, ученые разместили электроды на расстоянии нескольких сотен микрометров друг от друга, превратив электролизную ячейку в микропотоковое устройство. Когда жидкость в таком устройстве перемещается со скоростью, превышающей некий предел, газы, водород и кислород, выделяются в противоположных направлениях за счет эффекта Серже-Сильберберга (Segre-Silberberg effect), разделяясь безо всякой мембраны.
Такая конструкция электролизной ячейки позволит создать устройства-электролизеры, способные работать с любыми типами жидких электролитов и с любыми катализаторами, которые более не будут подвергаться риску их повреждения при работе в чрезвычайно кислой среде. Такая универсальность невозможна в обычных системах, в которых нормально работают только катализаторы на основе благородных металлов, таких как платина.
"Наше устройство обладает потенциалом для резкого увеличения эффективности по отношению к другим методам расщепления воды, в которых используются ионные мембраны" - рассказывает Мохаммад Хашеми (Mohammad Hashemi), один из исследователей, - "Кроме этого, общая эффективность расщепления воды увеличивается за счет отсутствия ионной мембраны, которая ограничивает ионную проводимость электролита и выступает в роли паразитного электрического сопротивления".
В настоящее время исследовательская группа работает, разрабатывая такую конструкции новых электролизных ячеек, которая одновременно обеспечит еще большую эффективность процесса расщепления и будет подходящей для условий массового производства.
Комментарии 8
|
0   |
|
|
-1
kiskamau
18.05.2015 16:23
[Материал]
Vitkon, а ты не находишь странным просить помощи в продвижении водородной энергетики? Странна возня с патентами... Когда надо на местах делать электролиз это и есть ХЯС (холодный ядерный синтез), в промтых домашних условиях получать атомарный водород и пользоваться им, в т.ч. и переходя с бензина на водород.
|
|
0
Cona
18.05.2015 19:30
[Материал]
по моей ссылке выше дана калькуляция расходов... на 1 куб.м водорода нужен 1 куб метр воды +1кВт электричества, и с этого будет получено 2кВт электричества
(если конечно я правильно пояла калькуляцию) так вот по украинским ценам для квартир 1 куб.м. воды 8грн, 1кВт электричества 1грн, выход 2грн - как-то очень нерационально получается... |
|
|
0
Cona
18.05.2015 01:08
[Материал]
действительно, давно изобретено, только вот пока что дорогая установка + несертифицировано... https://www.youtube.com/watch?v=nLuK8s1WjfI
|
|
0
proxima
17.05.2015 23:18
[Материал]
все давно уже изобретено...нефтяным толстосумам это не выгодно, тут можете глянуть http://экомобиль.com.ua/novosti....apretom
|
|
0 |
|
|
+1
PETR12
17.05.2015 20:15
[Материал]
это для двигателей надо получать чистый водород а для того чтоб дышать им эти гапзы делить и ненадо . ведь это не только топливо а еще и еда . только еда которую не надо жевать и переваривать а надо просто дышать . кстати простейший апарат по получению это акамулятор в котогром вместо электролита вода а источник электричества это подзарядка для акумуляторов . так можно снять проблемы гмо и нехватки воды и тд экологические медицинские и гигиенические задачи разрешить . ну и майданы и тд сектантов лешить почвы под ногами потому что эти и подобные технологии живут за счет глупости и ограничености то есть за счет паразитарных эгрегоров . все эгрегоры снимаються за счет очищения энергетической сущности человеческой .
 |
Разговоры у камина
Новое на форуме
Последние комментарии
Архив записей
Статистика
Мы в соцсетях
