Nguồn tài nguyên nước ngọt sẵn có hạn chế, chỉ chiếm khoảng 3,5% tổng lượng nước trên Trái đất, đã nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng nguồn nước biển dồi dào để tái chế năng lượng. Khử mặn nước biển là một giải pháp khả thi để giải quyết tình trạng khan hiếm nguồn nước uống; tuy nhiên, các phương pháp truyền thống như chưng cất và xử lý màng thường tốn kém.
Việc tăng tốc nền kinh tế năng lượng dựa trên hydro là rất quan trọng trong việc đạt được mức độ trung hòa carbon và lượng khí thải carbon cao nhất. Cùng với điều này, "Kế hoạch hành động Đỉnh carbon đến năm 2030" do Hội đồng Nhà nước ban hành nhấn mạnh sự cần thiết phải tập trung vào đổi mới công nghệ và sản xuất hydro năng lượng tái tạo với chi phí thấp. Nó cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc đẩy nhanh các ứng dụng nghiên cứu, phát triển và trình diễn công nghệ hydro trên các lĩnh vực khác nhau như công nghiệp, giao thông vận tải và xây dựng.
Nước biển khác biệt đáng kể với nước ngọt, chiếm khoảng 96,5% lượng nước trên Trái đất và chứa hỗn hợp phức tạp gồm 92 hóa chất và nguyên tố. Độ mặn của nước biển là khoảng 35 PSU (35‰), với các ion natri, magie, canxi, kali, clo và sunfat chiếm hơn 99% tổng hàm lượng muối. Việc sản xuất hydro từ nước biển phải đối mặt với những thách thức do sự hiện diện của nhiều ion, vi sinh vật và hạt, có thể dẫn đến các vấn đề như cạnh tranh trong các phản ứng bất lợi, khử hoạt tính chất xúc tác và làm tắc nghẽn màng.
Hai phương pháp công nghệ riêng biệt đã được phát triển để sản xuất hydro từ nước biển: sản xuất trực tiếp và sản xuất gián tiếp. Sản xuất trực tiếp bao gồm điện phân hoặc quang phân nước. Các tổ chức nghiên cứu hàng đầu trên toàn thế giới, bao gồm Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia của Pháp, Đại học Công nghệ Tohoku của Nhật Bản, Đại học Công nghệ Hóa học Bắc Kinh, Hội đồng Nghiên cứu Khoa học và Công nghiệp của Ấn Độ và Đại học Houston, đang tích cực tham gia trực tiếp vào hoạt động nghiên cứu. nghiên cứu sản xuất hydro. Mặt khác, sản xuất gián tiếp kết hợp công nghệ khử mặn nước biển với các quá trình thủy phân như điện phân, quang phân và nhiệt phân.
Hiện nay, hơn 90% lượng hydro trên thế giới được sản xuất từ các nguồn năng lượng dựa trên carbon, như than đá và khí đốt tự nhiên. Tuy nhiên, mối quan tâm ngày càng tăng đối với việc sản xuất hydro dựa trên nước, xem xét những tác động trong tương lai của tính trung hòa carbon và sự khan hiếm tài nguyên nước ngọt. "Công nghệ sản xuất hydro điện phân trực tiếp nước biển tại chỗ mà không cần khử muối" có ý nghĩa to lớn về mặt lý thuyết, công nghệ và chiến lược.
Vào tháng 7 năm nay, Viện Công nghệ và Kỹ thuật Vật liệu Ninh Ba, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, đã báo cáo một bước phát triển đột phá trong việc sản xuất hydro từ nước biển thông qua quá trình điện phân ở nhiệt độ cao bằng pin nhiên liệu oxit rắn hình ống phẳng. Nhóm nghiên cứu đã đạt được hiệu suất chuyển đổi năng lượng ấn tượng là 72,47% mà không cần đến chất xúc tác kim loại quý. Các thí nghiệm dài hạn đã chứng minh những thay đổi tối thiểu trong cấu trúc, thành phần và hiệu suất của tế bào, trong khi điện áp điện phân vẫn thấp hơn đáng kể so với tế bào ở nhiệt độ phòng.
Các nhà nghiên cứu đã tiến hành điện phân ở nhiệt độ 750 độ bằng cách cho hydro hoạt động như một loại khí mang qua tế bào điện phân oxit rắn chứa nước biển bay hơi và được vận chuyển từ vùng nước ven biển của Thành phố Ninh Ba. Bằng cách làm nóng và làm bay hơi nước biển trước đó, hầu hết các tạp chất đã được ngăn chặn tiếp xúc trực tiếp với máy điện phân, giảm thiểu nguy cơ hư hỏng.
Liên hệ:
Nếu bạn có bất kỳ câu hỏi nào, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi. Giờ làm việc: 8h30 sáng đến 17h30 chiều
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
