Katalis baru memindahkan desalinasi air laut, produksi hidrogen mendekati komersialisasi
Energy

Katalis baru memindahkan desalinasi air laut, produksi hidrogen mendekati komersialisasi


Kredit: CC0

Air laut menyumbang sekitar 96% dari semua air di bumi, menjadikannya sumber daya yang menggoda untuk memenuhi kebutuhan dunia akan air minum bersih dan energi bebas karbon yang terus meningkat. Dan para ilmuwan sudah memiliki kemampuan teknis untuk mendisalinasi air laut dan membaginya untuk menghasilkan hidrogen, yang dibutuhkan sebagai sumber energi bersih.

Tetapi metode yang ada memerlukan beberapa langkah yang dilakukan pada suhu tinggi selama periode waktu yang lama untuk menghasilkan katalis dengan efisiensi yang dibutuhkan. Itu membutuhkan energi dalam jumlah besar dan menaikkan biaya.

Para peneliti dari University of Houston telah melaporkan katalis yang mengembangkan oksigen yang hanya membutuhkan beberapa menit untuk tumbuh pada suhu kamar pada busa nikel yang tersedia secara komersial. Dipasangkan dengan katalis reaksi evolusi hidrogen yang dilaporkan sebelumnya, ia dapat mencapai kerapatan arus yang dibutuhkan industri untuk keseluruhan pemisahan air laut pada tegangan rendah. Pekerjaan dijelaskan dalam makalah yang diterbitkan di Energi & Ilmu Lingkungan.

Zhifeng Ren, direktur Texas Center for Superconductivity di UH (TcSUH) dan penulis koresponden untuk makalah tersebut, mengatakan bahwa produksi yang cepat dan murah sangat penting untuk komersialisasi.

“Penemuan apa pun, pengembangan teknologi apa pun, tidak peduli seberapa bagusnya, biaya akhir akan memainkan peran paling penting,” katanya. “Jika biayanya mahal, tidak akan sampai ke pasar. Dalam makalah ini, kami menemukan cara untuk mengurangi biaya sehingga komersialisasi akan lebih mudah dan lebih dapat diterima oleh pelanggan.”

Kelompok riset Ren dan yang lainnya sebelumnya telah melaporkan senyawa nikel-besi- (oxy) hidroksida sebagai katalisator untuk memecah air laut, tetapi untuk memproduksi bahan tersebut membutuhkan proses yang panjang yang dilakukan pada suhu antara 300 Celcius dan 600 Celcius, atau setinggi 1.100 derajat Fahrenheit. . Biaya energi yang tinggi membuatnya tidak praktis untuk penggunaan komersial, dan suhu tinggi menurunkan integritas struktural dan mekanik dari busa nikel, membuat masalah stabilitas jangka panjang, kata Ren, yang juga merupakan Profesor Fisika MD Anderson di UH.

Untuk mengatasi biaya dan stabilitas, para peneliti menemukan proses untuk menggunakan nikel-besi- (oxy) hidroksida pada busa nikel, yang diolah dengan sejumlah kecil sulfur untuk menghasilkan katalis yang efektif pada suhu kamar dalam waktu lima menit. Bekerja pada suhu kamar mengurangi biaya dan meningkatkan stabilitas mekanis, kata mereka.

“Untuk meningkatkan ekonomi hidrogen, sangat penting untuk mengembangkan metodologi yang hemat biaya dan mudah untuk mensintesis katalis hidroksida berbasis NiFe (oxy) untuk elektrolisis air laut berkinerja tinggi,” tulis mereka. “Dalam pekerjaan ini, kami mengembangkan pendekatan rekayasa permukaan satu langkah untuk membuat katalis S-doped Ni / Fe (oxy) hidroksida mandiri berpori tinggi dari busa Ni komersial dalam 1 hingga 5 menit pada suhu kamar.”

Selain Ren, rekan penulis termasuk penulis pertama Luo Yu dan Libo Wu, Brian McElhenny, Shaowei Song, Dan Luo, Fanghao Zhang dan Shuo Chen, semuanya dengan Departemen Fisika UH dan TcSUH; dan Ying Yu dari Sekolah Tinggi Ilmu Fisika dan Teknologi di Central China Normal University.

Ren mengatakan salah satu kunci pendekatan peneliti adalah keputusan untuk menggunakan reaksi kimia untuk menghasilkan bahan yang diinginkan, daripada fokus tradisional yang memakan energi pada transformasi fisik.

“Itu membawa kami ke struktur yang tepat, komposisi yang tepat untuk katalis pengembangan oksigen,” katanya.


Katalis baru secara efisien menghasilkan hidrogen dari air laut


Informasi lebih lanjut:
Luo Yu dkk. Sintesis suhu ruangan yang sangat cepat dari elektroda S-doped Ni / Fe (oxy) hidroksida berpori untuk katalisis evolusi oksigen dalam pemisahan air laut, Energi & Ilmu Lingkungan (2020). DOI: 10.1039 / D0EE00921K

Disediakan oleh University of Houston

Kutipan: Katalis baru menggerakkan desalinasi air laut, produksi hidrogen mendekati komersialisasi (2021, 28 Januari) diambil pada 28 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-catalyst-seawater-desalination-hydrogen-production.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK