В Корее представили систему электролиза морской воды, самостоятельно удаляющую осадок на поверхности электрода
- 2 часа назад
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- Новоразработанная технология позволяет полностью удалять осадок без промывки извне или дополнительных процессов очистки
Исследователи Корейского института энергетических исследований проверяют рабочие характеристики системы электролиза морской воды. [Фото предоставлено Корейским институтом энергетических технологий]
Исследовательская группа во главе с доктором Хан Чжи Хёна из Центра конвергенционных исследований по объединению и интеграции секторов Корейского института энергетических исследований реализовала новую систему электролиза морской воды, решив проблему образования осадка, приводившего к снижению производительности и остановке процесса, и тем самым показала направления дальнейшего совершенствования технологии.
Электролиз — это технология, позволяющая разлагать воду для производства водорода, который является экологически чистым источником энергии. В последнее время в связи с глобальной проблемой нехватки пресной воды ведется исследование технологии электролиза морской воды.
Однако считалось, что технология электролиза морской воды неэффективна из-за снижения производительности, которое вызывается накоплением на поверхности электродов осадка из ионов магния и кальция, содержащихся в морской воде. Кроме того, в качестве недостатка отмечалось то, что из-за необходимости очистки кислотой и механической промывки для удаления накопившегося осадка невозможно обеспечить непрерывное производство водорода.
Чтобы преодолеть эти проблемы, исследователи из Корейского института энергетических исследований впервые в мире реализовали новую структуру системы с двумя электродами. Принцип заключается в том, что пока на одном электроде производится водород и накапливается осадок, на другом электроде, где осадок уже накопился, производство водорода прекращается, а осадок растворяется с помощью окисленной морской воды.
Когда осадок полностью растворяется, оба электрода меняются ролями, что позволяет одновременно производить водород и удалять осадок. В ходе экспериментов исследователи подтвердили, что при смене ролей электродов каждые 48 часов можно обеспечить циклическое повторение процессов образования и полного удаления осадка.
Система электролиза морской воды на основе двойного восстановительного электрода [Предоставлено Корейским институтом энергетических исследований]
В существующих системах электролиза морской воды на основе одного электрода энергопотребление увеличивалось примерно на 27% из-за осадка, накопившегося после 200 часов работы. В то же время в системе, разработанной исследователями, даже после длительной эксплуатации в течение более 400 часов рост энергопотребления остался на уровне 1,8%, что свидетельствует о производительности, в 15 раз превосходящей показатели систем с одним электродом.
Кроме того, после 400 часов работы содержание катализатора, используемого для производства водорода, снизилось на 20% по сравнению с исходным уровнем, продемонстрировав более высокую стабильность по сравнению с системой с одним электродом, в которой этот показатель снизился на 53%.
«Результаты данного исследования являются примером того, что проблему отложений, являющуюся препятствием для технологии электролиза морской воды, можно контролировать исключительно за счет проектирования структуры системы» - сказал ведущий научный сотрудник Хан Чхи Хён и добавил: «В частности, мы впервые в мире предложили концепцию «самовосстановления», при которой электроды восстанавливаются самостоятельно с использованием окисленной морской воды, что задает новое направление для будущего развития технологии электролиза морской воды».
Результаты данного исследования, проведенного в рамках проекта по поддержке конвергентных исследований Национального исследовательского совета по науке и технологиям Южной Кореи, опубликованы в мартовском номере международного научного журнала «Chemical Engineering Journal».
Комментарии