Учёные успешно выделили из морской воды «зелёный» водород без использования катализаторов на основе драгоценных металлов

После первых успехов международная команда учёных будет работать над расширением объёмов получения водорода из морской воды за счет использования более крупного электролизера. Если всё пройдёт успешно, в ближайших планах инженеров стоит использование в коммерческих процессах производство водорода для топливных элементов и при синтезе аммиака.

Профессор Шичжан Цяо из Университета Аделаиды и доцент Яо Чжэн из Школы химического машиностроения возглавили международную команду, которая успешно расщепила морскую воду без предварительной обработки для получения «зеленого» водорода.

Профессор Цяо:

Мы разделили природную морскую воду на кислород и водород с почти 100-процентной эффективностью, чтобы произвести зеленый водород путем электролиза с использованием недрагоценного и дешевого катализатора в коммерческом аппарате.

В своём интервью прессе его коллега доцент Чжэн пояснил, что они использовали морскую воду в качестве сырья без необходимости каких-либо процессов предварительной обработки - таких как опреснение обратным осмосом, очистка или подщелачивание. Производительность коммерческого электролизера с катализаторами, работающими в морской воде, близка к производительности платино-иридиевых катализаторов, работающих на исходном сырье из высокоочищенной деионизированной воды.

Профессор Чжэн добавил:

Современные электролизеры работают на водном электролите высокой степени очистки. Растущий спрос на водород для частичной или полной замены энергии, вырабатываемой ископаемым топливом, значительно увеличит нехватку все более ограниченных ресурсов пресной воды.

Морская вода является почти бесконечным ресурсом и считается природным электролитом. Это более практично для регионов с длинной береговой линией и обильным солнечным светом. Однако это нецелесообразно для регионов, где мало морской воды.

Электролиз морской воды все еще находится на ранней стадии развития по сравнению с электролизом чистой воды из-за побочных реакций электродов и коррозии, возникающей из-за сложностей использования воды с высоким уровнем солёности.

Разработка учёных предлагает решение для прямого использования морской воды без систем предварительной обработки и добавления щелочи, которое демонстрирует производительность, аналогичную эффективности существующего электролизера чистой воды на основе металлов.

Перспектива значительного снижения стоимости источника воды плюс отказ от использования драгоценных металлов даёт большие ожидания, как выразились сами учёные.

Comments

[голос_разуma]

Мировые транснациональные энергетические корпорации и национальные правительства не позволят человечеству получать дешевую энергию на некоммерческой основе. Это уже было понятно с развитием промышленной электроэнергетики вообще. Энергетическая свобода, не выгодна любой власти. Плата за пользование энергией и "энергетическая составляющая" в ценовой стоимости товаров и услуг-способ финансового закабаления людей. Поэтому, не будет халявной и дешевой энергии НИКОГДА.

[НДР-791]

Цитата: голос_разуma

Мировые энергетические корпораици и правительства не позволят человечеству получать дешевую энергию на некоммерческой сонове.

Какая она дешёвая? Именно что дорогая. Не только пресной воды нехватка будет, но ещё и электричества. Да и проговорился Профессор Цяо:

Мы разделили природную морскую воду на кислород и водород с почти 100-процентной эффективностью

То есть я так понимаю затраты на разложение чуть-чуть превысили выгоду от получения этой "зеленухи". Очередные грабли из разряда "зелёной" энергетики

[astepanov]

Немножко теории. Для производства 1 кг водорода требуется 720 МДж энергии, столько же энергии получатся в виде тепла при сжигании водорода. Затратить менее 720 МДж/кг нельзя - это означало бы возможность создания вечного двигателя. А вот большее потратить можно, при этом избыток идет на выделение тепла при электролизе. Для снижения потерь используют катализаторы. Обычно они же уменьшают коррозию электродов. Об этом и написано в статье, только очень невнятно. Ни о какой дешевой энергии при этом речи не идет: просто вместо того, чтобы электричество перегонять по проводам, его погонят по трубам в виде водорода. Получение электроэнергии из водорода у конечного потребителя оправдано только в малом числе случаев, например, на электромобилях в топливных батареях. Пока такие электромобили дорогие и ненадежные. Можно напрямую использовать водород, например, в производстве аммиака, но водород, получаемый из воды и природного газа или из воды и угля в разы дешевле. Вот и всё, что хотели сказать авторы исходной статьи, невнятно изложенной Михаилом Хаминым.

[KCA]

Нас спасёт сфера Дайсона, она обеспечит халявную энергию на всё, лет через тысячу построим и заживём на полностью "зелёной" Земле, приводя пепелацы в движение бесплатным водородом, неужели 99% населения Земли дауны и верят в зелёную энергетику? Хотя о чём я, 99% вообще или не знают о чём сыр-бор идёт, или им совершенно накласть

[БойКот]

Если ещё учесть КПД установки и систем передачи энергии, затраты на передачу водорода, то мы в абсолютном минусе.

[Bingo]

Цитата: НДР-791

То есть я так понимаю затраты на разложение чуть-чуть превысили выгоду от получения этой "зеленухи". Очередные грабли из разряда "зелёной" энергетики

Тут другой обрат, сам этих "зеленых энергетиков" 30 лет гоняю. Тут смысл - в депонировании энергии, как раз снижения основного ее недостатка - т.н. "энергетической пилы", график мощности, снимаемой с СЭС или ВЭС напоминает пилу - когда густо, когда пусто. Вот на пике - врубать электролизер и заполнять танки водородом, когда генерации нет - сжигать водород. Это все еще ОЧЕНЬ начерно, там подводных камней еще море, водород, например, в стальных баках и стальных трубах хранить нельзя, он сам свойства металла имеет, потому просачивается, образуя что-то в виде сплава, к тому же разрушая сталь... Но заявка серьезная, если, конечно, они это сделали - пока никто не подтвердил, это - просто треп, как лекарство от рака, каждый год уже 100 лет по два раза минимум изобретаемое с публикациями в серьезных медицинских журналах, да только обещанная за это статуя из золота так и не востребована

[astepanov]

Цитата: Bingo

водород, например, в стальных баках и стальных трубах хранить нельзя

В любой лаборатории есть стальные баллоны с водородом, а на предприятиях водород гоняют по стальным трубам. Синтез аммиака проводят в стальных колоннах. Вы сами-то когда-нибудь с водородом работали? Похоже, что нет.

[Bingo]

Цитата: astepanov

В любой лаборатории есть стальные баллоны с водородом

Слышал звон, да не знает, где он... На ББМ тоже сталь, и хирургическая - тоже сталь, вот только это полностью разные стали. Есть даже сталь, полностью инертная к постоянному пребыванию в концентрированой азотке... Стоит как каменный мост, чтоб трубы из нее делать или промышленные хранилища - маленький такой ньюансик, который отводит водороду в стали место только в лабораториях
Работал я с водородом, работал.

[tihonmarine]

Цитата: голос_разуma

Мировые транснациональные энергетические корпорации и национальные правительства не позволят человечеству получать дешевую энергию на некоммерческой основе.

"Тот кто найдет, альтернативу топливу из нефти, не проживет 24 часа" - это еще было сказано в 30-е годы, а может раньше.

[Аль Манах]

Даже обыграно в фильме "Игра в четыре руки".

[Fabrizio]

Глупость очевидная была сказана, если кто-то найдет, то не только проживет, еще и инвесторы с деньгами моментально подтянутся и те же самые нефтяные компании вложатся, какая разница капиталисту на чем зарабатывать, вот он качал нефть имеет на счетах миллиарды, тут его советники говорят, что найдена реальная альтернатива нефти и вместо миллиардов можно заработать триллионы если быть первым и этот нефтяной магнат первый же побежит вкладывать и развивать это самое новое.

[tihonmarine]

Цитата: голос_разуma

Поэтому, не будет халявной и дешевой энергии НИКОГДА.

Я тоже так думаю, а вот наивный народ, думает иначе.
Время дешевизны прошло, пора привыкать жить по средствам, а не на халяву. СССР и Россия развратили Запад.

[Fabrizio]

Мировые транснациональные энергетические корпорации и национальные правительства не позволят человечеству получать дешевую энергию на некоммерческой основе.

При капитализме это невозможно, просто появиться новая транснациональная энергетическая корпорация, которая будет продавать энергию условно говоря в два раза дешевле и либо полностью завоюет рынок, либо другие игроки перейдут на новые технологии.

А реально что не позволяет человечеству получать дешёвую энергию на некоммерческой основе это бессердечные законы физики.

[ASAD]

А где находится эта международная команда? Кто оплачивает эти технологии? Надеюсь что не США.

[APASUS]

Мне всегда нравилось эта деятельность ,шагнуть куда то туда ,за пределы сознания. Знаете сколько городов утилизируют на планете все свои стоки на 100% .( всего 2 и еще один очень близко к этой цифре) Вот вам источник газа и водорода , и вообще хрен знает чего

[инженер74]

Лет через сто: "А мы всю воду на луц переработали!"© Кин-дза-дза (в точности цитаты не уверен)

[Галеон]

Хорошая уместная шутка
И плевать , что короткий комментарий

[Владимир80]

ох уж эти оптимистичные новости науки, 2 месяца назад читали новость из сша "5-го декабря 2022 года в Ливерморской национальной лаборатории им. Э. Лоуренса (LLNL) получена реакция термоядерного синтеза. Заявлено, что на выходе реакции получено больше энергии, чем было затрачено на запуск самой реакции" и где продолжение???

[evgen1221]

Сначала всю воду на луц перегоним, а потом будем думать как ее обратно в воду превратить.

[tihonmarine]

Цитата: evgen1221

Сначала всю воду на луц перегоним, а потом будем думать как ее обратно в воду превратить.

Точно, если капитализм начнет делать водород из морской воды, то через 100 лет, все океаны станут пустыней.

[astepanov]

Цитата: tihonmarine

если капитализм начнет делать водород из морской воды, то через 100 лет, все океаны станут пустыней.

Не будут, потому что при сжигании водорода получится - вы не поверите! - всё та же вода.

[Вождь_Бармалеев]

Опять повторяется та же мегахрень, которая уже была с электромобилями. Как в случае с электромобилями стоял вопрос - где брать электричество для зарядки ТАКОГО количества аккумуляторов, так и с водородом, получаемым электролизом встаёт тот же вопрос - где взять столько электроэнергии, чтобы этот электролиз вообще состоялся? Ну и попутные вопросы: куда девать избыток хлора?, где и в чём хранить до использования водород?, как смириться с тем, что с учётом потерь энергии и просто адовой логистикой с хранением и транспортировкой эта энергия будет золотой? В общем, чем бы головастики не тешились, лишь бы в жизнь это не воплощали. Ибо чревато.

[tralflot1832]

Какие интересные австралийские фамилии у учёных,они всех родственников в Австралию перевезли?

[tihonmarine]

Цитата: tralflot1832

Какие интересные австралийские фамилии у учёных,они всех родственников в Австралию перевезли?

Китайцев 1 177 400 человек из 26 миллионов жителей Австралии, и все они высоко образованные, но не фермеры.

[tralflot1832]

Открою страшную тайну ,проект международный .От КНР - Нанкинский университет.

[Владимир Постников]

Если всё пройдёт успешно, в ближайших планах инженеров стоит использование в коммерческих процессах производство водорода для топливных элементов и при синтезе аммиака.

Это что? Это электролиз будет использоваться "при синтезе аммиака"? Если электролиз не имеет прямого отношения к синтезу аммиака, то фраза - образец безграмотности. Если же имеет, то автору следовало хотя бы намекнуть каким образом.

[astepanov]

Цитата: Владимир Постников

Это электролиз будет использоваться "при синтезе аммиака"? Если электролиз не имеет прямого отношения к синтезу аммиака, то фраза - образец безграмотности.

А вы в школе не учили, что аммиак состоит из трех частей водорода и одной - азота, и что его получают прямым синтезом из названных элементов (под давлением и в присутствии катализатора)? И вы кого-то еще обвиняете в безграмотности...

[Вождь_Бармалеев]

А вы в школе не учили, что...

А вы в школе не учили, что процесс Габера, на который вы ссылаетесь проходит при температуре 480 градусов по Цельсию и давлении 3500 атмосфер и требует смеси чистого водорода с чистым азотом без малейших примесей кислорода и углекислого газа? Есть намного более простые и технологичные способы получения аммиака из азотсодержащих минералов на недорогих катализаторах. И вы считаете, что замечание вам сделано неправильно?

[Владимир Постников]

Цитата: astepanov

А вы в школе не учили, что аммиак состоит из трех частей водорода и одной - азота, и что его получают прямым синтезом из названных элементов (под давлением и в присутствии катализатора)? И вы кого-то еще обвиняете в безграмотности...

Я лично Вас "обвиняю в безграмотности". Повторю персонально для Вас, если не поняли: Это что, аммиак синтезируют электролизом? Если Вас не научили логике языка, то Вас, как и автора, грамотному человеку понять затруднительно.

[Bingo]

Редкий случай, когда что-то толковое в США сделали, но именно по этой причине может не взлететь - на дешевом меньше пилить. Хотя, с другой стороны, сам катализатор стоит относительно недорого, и в реакции не расходуется, так что экономия так себе. Тут больше экономят на том, что можно расщеплять просто профильтрованную морскую воду

[nellyjuri]

Смысл? Куда проще и дешевле природный газ использовать для производства аммиака и водорода, чем включать электролизёры.
Потому что кроме водорода, который даёт метан, ещё есть и технический углерод, без которого шинная и резиновая промышленность встанет намертво. Во первых углерод подходит идеально как наполнитель для смеси каучука и наполнителя - все попытки использовать глину или пластик снижает срок работы колесной резины в разы. А во вторых синтетические наполнители, которые пытаются уже много лет делать, все одно даже при массовом производстве, то есть самой низкой себестоимости, приведёт к росту стоимости уже самих покрышек минимум наполовину. Одно дело, отходы при получении водорода, другое дело целое химическое предприятие для производства самого этого наполнителя.

[Archimedos]

Ты что, Владимир Николаевич, обалдел, родной? — Откуда на Плюке моря? Из них давным-давно луц сделали. — Извините, что сделали? — Топливо, Скрипач, топливо!

[VladimirNET]

Цитата: astepanov

Для производства 1 кг водорода требуется 720 МДж энергии, столько же энергии получатся в виде тепла при сжигании водорода.

Выбор невелик - либо эту же энергию собирать в аккумуляторы (для авто), либо - в водород.
Как я понимаю - если атомные станции включить "НА ПОЛНУЮ", то лишнюю энергию и логично пустить на водород (аккумуляторов таких пока нет).

Почему вместо этого они простаивают - не совсем понятно...

[acetophenon]

Да уж... Как всем известно, булки растут на деревьях, а электричество течёт из розетки.

[iljael]

Для производства 1 л водорода нужно сжечь для получения электричества на разложение воды 10 л водорода. "Выгодно" только как дополнительное аккумулирование неиспользуемой энергии.

[art266]

Как Саакашвилли ляпнул про "зеленый водород", так и приклеилось.
Почему водород "зеленый", а не "голубой" какой-нибудь?

[smart fellow]

Цветовая градация водорода зависит от способа его выработки и углеродного следа, то есть количества вредных выбросов:

«зеленый» — произведён с помощью энергии из возобновляемых источников методом электролиза воды, считается самым чистым;
«голубой» — произведенный из природного газа; в этом случае углекислый газ накапливается в специальных хранилищах;
«желтый» — произведенный при помощи атомной энергии.
при производстве «серого» водорода вредные выбросы идут в атмосферу.

[smart fellow]

Водород вырабатывается не для сжигания на ТЭС как решили большинство комментаторов. Водород используется в различных промышленных процессах, начиная от производства синтетического топлива и нефтехимии до изготовления полупроводников и электромобилей на водородных топливных элементах. При этом себестоимость производства 1 кг "зеленого" водорода, получаемого путем электролиза около $10, из природного газа $1,5-3.

После первых успехов международная команда учёных будет работать над расширением объёмов получения водорода из морской воды за счет использования более крупного электролизера.

В Китае научились добывать водород из морской воды без опреснителей и насосов — дешевле не бывает
Учёные из Нанкинского технического университета в Китае ...
Исследователи на практике доказали работу инновационной установки. Демонстратор из 11 электролизных ячеек опустили в воды залива Шэньчжэнь, где он проработал без остановки 130 дней. Каждый час установка вырабатывала 386 л водорода. Затраты электричества шли только на подкачку свежей морской воды и на сам процесс электролиза.
17.12.2022 https://3dnews.ru/1079038/v-kitae-nauchilis-dobivat-vodorod-iz-morskoy-vodi-bez-opresniteley-i-nasosov-deshevle-ne-bivaet?from=related-grid&from-source=1081406

[Knell Wardenheart]

Если уж говорить о стоимости производства - самая дешмань это термическое разложение воды в установках солнечных концентраторов . Поступающая по трубопроводу вода используется для охлаждения зеркал (чем ее температура дополнительно возрастает) , после чего направляется в солн.концентратор, где разлагается на кислород и водород тупо энергией солнца.
% от лишнего или паразитного тепла внутри такого цикла можно использовать для парогенерации малого давления , которая будет обеспечивать установку энергией для перекачки воды . Достаточно эффективное разделение кислорода и водорода можно обеспечить в подземной гравитационной колонне (одновременно сочетающей первый контур охлаждения от поступающей в систему воды).
Конечно водороду потребуется доп.очистка - но такая система почти не требует сторонней генерации (большей частью на охлаждение и сжатие) ,а ее собственная задействована минимально (позиционирование зеркал,прокачка воды) .
С морской водой работать геморрой по материалам - от солей и их высокой коррод.способности никуда не деться.

[Knell Wardenheart]

Все эти направления "зеленого водорода" это мухлеж и безумие . Штука тупо в химии и физике - как ты не изощряйся, а на разложение воды ВСЕГДА уйдет больше энергии (за счет КПД<100%) ,чем на сгорание водорода в атмосфере воздуха/кислорода или работы ТЭ. Так как зачастую внутри процесса разложения воды (электролиза) тратится энергия с КПД <100% , то это уже потери, но и на транспортировку энергии уходят потери , и на выработке энергии на ТЭС или АЭС уходят потери (на тепло) и максимальный КПД выработки ЭЭ там будет 40% .Также водород нужно будет значительно сжать (еще потери) и одновременно охладить (и еще потери) . А сам водород, в отличии от нефти или природного газа весьма хреново годится для отдаленной транспортировки по трубопроводам (ввиду его высокой способности диффундировать и чрезвычайной пожаро-взрывоопасности при всем этом). То есть, на транспортировку водорода в баллонированном виде также будут идти потери ,и весьма значительные.

Если же из морской (или иной) воды его вырабатывать используя солнечные батареи - КПД СЭ (не лаб. а промышленных образцов,и средний а не "стартовый") не превышает 22% (в практически идеальных условиях). А с самими СБ в прибрежной зоне (поближе к производству чтобы избежать потерь) будут происходить не самые хорошие вещи из за осаждения солей и их неизбежного влияния на конструкции и работоспособность. Да и сами СЭ дают неидеальную сезонную генерацию ,не говоря уже о занимаемых площадях (в прибрежной зоне, я напоминаю).

То есть идея попахивает "фуфлецой" -потому что на производство водорода (и приведение его в потреб.пригодность) уйдет ГОРАЗДО больше энергии, чем он принесет потребителю. Удобство в его транспортировке также абстрактно (особенно в хранении) -это бензак вы можете через трубочку нацедить из бака в бак или заправиться "на изи" . А водород - это водород ,в жидком виде эта детка требует криогенных температур,и при хранении может требовать (при более-менее длительном).

Но вернувшись к самой идее - "водород из морской воды". Можно ? Можно. Вопрос -нафига ?

[Саша Коблов]

Чтоб получить результат без использования дорогих катализаторов
Можно испытать способы облучение воды (или пара) во время электролиза.