Trennung von Meerwasser zur Herstellung von grünem Wasserstoff

Veröffentlicht am 1. Februar 2023 von Jessica Stanley

Das internationale Team wurde von Professor Shizhang Qiao von der University of Adelaide und Associate Professor Yao Zheng von der School of Chemical Engineering geleitet.

"Wir haben natürliches Meerwasser mit nahezu 100 %iger Effizienz in Sauerstoff und Wasserstoff getrennt, um grünen Wasserstoff durch Elektrolyse unter Verwendung eines billigen, unedlen Katalysators in einem kommerziellen Elektrolyseur herzustellen", sagte Professor Qiao.

Ein typischer unedler Katalysator ist Kobaltoxid mit Chromoxid auf seiner Oberfläche.

"Wir haben Meerwasser als Rohmaterial verwendet, ohne dass Vorbehandlungsverfahren wie Verödung, Reinigung oder Alkalisierung durch Umkehrosmose erforderlich waren", sagte außerordentlicher Professor Zheng.

"Die Leistung eines kommerziellen Elektrolyseurs mit unseren Katalysatoren, die in Meerwasser betrieben werden, kommt der Leistung von Platin/Iridium-Katalysatoren nahe, die in einer hochreinen deionisierten Wasserzufuhr betrieben werden.

Unsere Arbeit bietet eine Lösung für die direkte Verwendung von Meerwasser ohne Vorbehandlungssysteme oder Zugabe von Alkali, die eine ähnliche Leistung wie der bestehende Elektrolyseur für ausgereiftes Reinwasser auf Metallbasis aufweist. Associate Professor Yao Zheng von der University of Adelaide, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der School of Chemical Engineering.

Das Team veröffentlichte seine Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Nature Energy.

"Gegenwärtige Elektrolyseure arbeiten mit einem hochreinen Wasserelektrolyten. Die steigende Nachfrage nach Wasserstoff, um die durch fossile Brennstoffe erzeugte Energie teilweise oder vollständig zu ersetzen, wird die Knappheit der zunehmend begrenzten Süßwasserressourcen stark erhöhen", sagte außerordentlicher Professor Zheng.

Meerwasser ist eine nahezu unerschöpfliche Ressource und gilt als natürlicher Grundelektrolyt. Dies ist bequemer für Regionen mit langen Küsten und viel Sonnenschein. Dies ist jedoch nicht praktikabel für Regionen, in denen Meerwasser knapp ist.

Die Meerwasserelektrolyse steckt im Vergleich zur Reinwasserelektrolyse aufgrund von Elektrodennebenreaktionen und Korrosion, die sich aus der Komplexität der Verwendung von Salzwasser ergeben, noch in den Kinderschuhen.

"Es ist immer noch notwendig, verunreinigtes Wasser auf einen Wasserreinheitsgrad für herkömmliche Elektrolyseure zu behandeln, einschließlich Entsalzung und Entionisierung, was die Betriebs- und Wartungskosten der Prozesse erhöht", sagte außerordentlicher Professor Zheng.

"Unsere Arbeit bietet eine Lösung für die direkte Verwendung von Meerwasser ohne Vorbehandlungssysteme oder Zugabe von Alkali, die eine ähnliche Leistung wie die bestehenden ausgereiften Reinwasserelektrolyseure auf Metallbasis aufweist."

Das Team wird daran arbeiten, das System mit einem größeren Elektrolyseur zu vergrößern, damit es in kommerziellen Prozessen wie der Wasserstofferzeugung für Brennstoffzellen und der Synthese von Ammoniak verwendet werden kann.

Medienkontakte

Assoziierter Professor Yao Zheng, School of Chemical Engineering, University of Adelaide. Telefon: +61 (0)8 8313 5981, E-Mail: yao.zheng01@adelaide.edu.au

Professor Shizhang Qiao, Lehrstuhl für Nanotechnologie, Direktor, Center for Materials for Energy and Catalysis, School of Chemical Engineering, University of Adelaide. Telefon: +61 (0)8 8313 6443, E-Mail: s.qiao@adelaide.edu.au

Crispin Savage, Manager, Media and News, The University of Adelaide, Mobil: +61 (0)481 912 465. E-Mail: crispin.savage@adelaide.edu.au

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