Den begrænsede tilgængelighed af ferskvandsressourcer, der kun udgør cirka 3,5 % af det samlede vand på Jorden, har understreget betydningen af at udnytte rigeligt havvand til energigenanvendelse. Afsaltning af havvand er en levedygtig løsning til at håndtere knapheden på drikkevandsressourcer; dog er traditionelle metoder såsom destillation og membranbehandling ofte dyre.
Accelerationen af en brintbaseret energiøkonomi er afgørende for at opnå kulstofneutralitet og kulstofemissioner. I tråd med dette understreger "Carbon Peak by 2030 Action Plan" udstedt af Statsrådet behovet for at fokusere på billig produktion af vedvarende energi og teknologisk innovation. Det fremhæver også vigtigheden af at fremskynde forskning, udvikling og demonstrationsanvendelser af brintteknologi på tværs af forskellige sektorer såsom industri, transport og byggeri.
Havvand adskiller sig væsentligt fra ferskvand, der udgør cirka 96,5 % af jordens vand og indeholder en kompleks blanding af 92 kemikalier og grundstoffer. Saltindholdet af havvand er omkring 35 PSU (35‰), med natrium, magnesium, calcium, kalium, klor og sulfationer, der udgør over 99% af dets totale saltindhold. Brintproduktion fra havvand står over for udfordringer på grund af tilstedeværelsen af adskillige ioner, mikroorganismer og partikler, hvilket kan føre til problemer som konkurrence i uønskede reaktioner, katalysatordeaktivering og membranbegroning.
Der er udviklet to forskellige teknologiske tilgange til brintproduktion fra havvand: direkte produktion og indirekte produktion. Direkte produktion involverer elektrolyse eller fotolyse af vand. Førende forskningsinstitutioner verden over, herunder det kinesiske videnskabsakademi, Frankrigs nationale center for videnskabelig forskning, Japans Tohoku University of Technology, Beijing University of Chemical Technology, Indiens råd for videnskabelig og industriel forskning og University of Houston, er aktivt involveret i direkte forskning i brintproduktion. Indirekte produktion kombinerer på den anden side teknologier til afsaltning af havvand med hydrolytiske processer som elektrolyse, fotolyse og pyrolyse.
I øjeblikket produceres mere end 90 % af verdens brint fra kulstofbaserede energikilder, såsom kul og naturgas. Der er dog stigende interesse for vandbaseret brintproduktion i betragtning af de fremtidige konsekvenser af kulstofneutralitet og knapheden på ferskvandsressourcer. "In situ havvands direkte elektrolyse-brintproduktionsteknologi uden afsaltning" har en enorm teoretisk, teknologisk og strategisk betydning.
I juli i år rapporterede Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academy of Sciences, en banebrydende udvikling i at producere brint fra havvand gennem højtemperaturelektrolyse ved hjælp af en flad rørformet fastoxidbrændselscelle. Forskerholdet opnåede en imponerende energikonverteringseffektivitet på 72,47 % uden behov for ædelmetalkatalysatorer. Langsigtede eksperimenter viste minimale ændringer i cellens struktur, sammensætning og ydeevne, mens den elektrolytiske spænding forblev betydeligt lavere end for rumtemperaturceller.
Forskerne udførte elektrolyse ved 750 grader ved at lede brint, der fungerede som en bæregas, gennem den faste oxidelektrolysecelle, der indeholdt havvand, der var fordampet og transporteret fra kystvandene i Ningbo City. Ved at opvarme og fordampe havvandet på forhånd, blev de fleste urenheder forhindret i at komme i direkte kontakt med elektrolysatoren, hvilket minimerer risikoen for beskadigelse.
Kontakt:
Hvis du har spørgsmål, er du velkommen til at kontakte os. Arbejdstid: 8.30 til 17.30
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
