Ketersediaan sumber air tawar yang terhad, hanya menyumbang kira-kira 3.5% daripada jumlah air di Bumi, telah menekankan kepentingan menggunakan air laut yang banyak untuk kitar semula tenaga. Penyahgaraman air laut memberikan penyelesaian yang berdaya maju untuk menangani kekurangan sumber air minuman; namun, kaedah tradisional seperti penyulingan dan rawatan membran selalunya mahal.
Pecutan ekonomi tenaga berasaskan hidrogen adalah penting dalam mencapai neutraliti karbon dan pelepasan karbon puncak. Selaras dengan ini, "Pelan Tindakan Puncak Karbon menjelang 2030" yang dikeluarkan oleh Majlis Negeri menekankan keperluan untuk memberi tumpuan kepada pengeluaran hidrogen tenaga boleh diperbaharui kos rendah dan inovasi teknologi. Ia juga menyerlahkan kepentingan mempercepatkan penyelidikan, pembangunan dan aplikasi demonstrasi teknologi hidrogen merentas pelbagai sektor seperti industri, pengangkutan dan pembinaan.
Air laut berbeza dengan ketara daripada air tawar, membentuk kira-kira 96.5% daripada air Bumi dan mengandungi campuran kompleks 92 bahan kimia dan unsur. Kemasinan air laut adalah sekitar 35 PSU (35‰), dengan ion natrium, magnesium, kalsium, kalium, klorin dan sulfat yang terdiri daripada lebih 99% daripada jumlah kandungan garamnya. Pengeluaran hidrogen daripada air laut menghadapi cabaran kerana kehadiran banyak ion, mikroorganisma dan zarah, yang boleh membawa kepada isu seperti persaingan dalam tindak balas buruk, penyahaktifan mangkin dan kekotoran membran.
Dua pendekatan teknologi yang berbeza telah dibangunkan untuk pengeluaran hidrogen daripada air laut: pengeluaran langsung dan pengeluaran tidak langsung. Pengeluaran langsung melibatkan elektrolisis atau fotolisis air. Institusi penyelidikan terkemuka di seluruh dunia, termasuk Akademi Sains China, Pusat Penyelidikan Saintifik Kebangsaan Perancis, Universiti Teknologi Tohoku Jepun, Universiti Teknologi Kimia Beijing, Majlis Penyelidikan Saintifik dan Industri India, dan Universiti Houston, terlibat secara aktif dalam penyelidikan pengeluaran hidrogen. Pengeluaran tidak langsung, sebaliknya, menggabungkan teknologi penyahgaraman air laut dengan proses hidrolitik seperti elektrolisis, fotolisis dan pirolisis.
Pada masa ini, lebih daripada 90% hidrogen dunia dihasilkan daripada sumber tenaga berasaskan karbon, seperti arang batu dan gas asli. Walau bagaimanapun, terdapat minat yang semakin meningkat dalam pengeluaran hidrogen berasaskan air, dengan mengambil kira implikasi masa depan neutraliti karbon dan kekurangan sumber air tawar. "Teknologi pengeluaran hidrogen elektrolisis langsung air laut in situ tanpa penyahgaraman" mempunyai kepentingan teori, teknologi dan strategik yang sangat besar.
Pada Julai tahun ini, Institut Teknologi dan Kejuruteraan Bahan Ningbo, Akademi Sains China, melaporkan perkembangan terobosan dalam menghasilkan hidrogen daripada air laut melalui elektrolisis suhu tinggi menggunakan sel bahan api oksida pepejal tiub rata. Pasukan penyelidik mencapai kecekapan penukaran tenaga yang mengagumkan sebanyak 72.47% tanpa memerlukan pemangkin logam mulia. Eksperimen jangka panjang menunjukkan perubahan minimum dalam struktur, komposisi dan prestasi sel, manakala voltan elektrolitik kekal jauh lebih rendah daripada sel suhu bilik.
Para penyelidik menjalankan elektrolisis pada 750 darjah dengan menghantar hidrogen, bertindak sebagai gas pembawa, melalui sel elektrolitik oksida pepejal yang mengandungi air laut yang meruap dan dibawa dari perairan pantai Bandar Ningbo. Dengan memanaskan dan menyejat air laut terlebih dahulu, kebanyakan kekotoran telah dihalang daripada terus menghubungi elektrolisis, meminimumkan risiko kerosakan.
Hubungi:
Jika anda mempunyai sebarang pertanyaan, sila hubungi kami. Waktu bekerja: 8:30 pagi hingga 17:30 malam
E-mel:zhangjixia@bjygti.com
