Процес електролізу для видобутку зеленого водню зазвичай потребує великої кількості чистої води – до 9 літрів на кожен кілограм водню. Однак міжнародна група дослідників з Австралії, Китаю та США запропонувала у своїй статті більш економний спосіб із використанням морської води – без будь-якої попередньої обробки, але з нанесенням кислотного покриття на каталізатор (воду вдалось розщепити з майже 100% ефективністю).
“У цій роботі ми демонструємо прямий електроліз морської води, яка не піддавалась попередній обробці, а була лише відфільтрована для видалення твердих частинок та мікроорганізмів”, – пишуть вчені.
Команда каже, що типовий каталізатор електролізера може бути виготовлений з оксиду кобальту та з оксидом хрому на поверхні. Зазвичай морська вода руйнує каталізатори через сильну ерозію, спричинену іонами хлору; також нерозчинні осади магнію та кальцію, що накопичуються, блокують електроди – однак вчені розв’язали цю проблему, просто додавши на каталізатор шар так званої кислоти Льюїса.
Кислотне покриття дало змогу захопити достатню кількість негативно заряджених гідроксильних аніонів з морської води, щоб створити потужне лужне середовище з pH 14 навколо каталізатора, зупинивши як хлоридні атаки на каталізатор, так і утворення осаду на електродах.
“Ефективність комерційного електролізера з нашими каталізаторами, що працюють у морській воді, близька до продуктивності платинових/іридієвих каталізаторів”, — каже доцент Яу Чжен.
Очевидно, що в майбутньому попит на чистий водень збільшуватиметься
За даними Міжнародного енергетичного агентства, попит на водень у 2021 році становив 94 млн тонн, що становить близько 2,5% світового споживання енергії. Китай був найбільшим у світі споживачем водню того року, за ним йдуть США та Близький Схід., і з огляду на дефіцит прісної води (який, за прогнозами, вплине на дві третини населення світу до 2025 року), використання морської для видобутку чистої енергії виглядає перспективним. Дослідники сподіваються зрештою застосувати результати своїх експериментів для комерційного виробництва водневого палива та синтезу аміаку.