Pensilvaniya Universitetinin bir qrup tədqiqatçısının fikrincə, günəş, küləyin və dənizin gücü yaxın vaxtlarda bir araya gələrək ekoloji cəhətdən təmiz hidrogen yanacağı istehsal edə bilər. Komanda suyun təmizlənməsi texnologiyasını yeni eksperimental layihəyə inteqrasiya etdi dəniz suyu elektrolizatoru, su molekullarında hidrogen və oksigeni ayırmaq üçün elektrik cərəyanından istifadə edir.
Kappa və Evan Pugh Universitetinin professoru, ətraf mühit mühəndisliyi professoru Bruce Loqanın sözlərinə görə, bu yeni “dəniz suyunun parçalanması” üsulu külək və günəş enerjisinin saxlanıla bilən və daşınan yanacağa çevrilməsini asanlaşdıra bilər.
"Hidrogen əla yanacaqdır, ancaq onu əldə etməlisiniz" dedi Loqan. - Bunun yeganə davamlı yolu bərpa olunan enerjidən istifadə etmək və onu sudan istehsal etməkdir. İnsanların başqa məqsədlər üçün istifadə etmək istəmədiyi sudan da istifadə etməlisiniz və bu, dəniz suyu olardı. Beləliklə, hidrogen istehsalının Müqəddəs Grail sahil və dəniz mühitlərində tapılan dəniz suyu, külək və günəş enerjisini birləşdirməli idi."
Dəniz suyunun bolluğuna baxmayaraq, adətən suyun ayrılması üçün istifadə edilmir. Əgər su elektrolizatora verilməzdən əvvəl duzsuzlaşdırılmazsa - bahalı əlavə addım - dəniz suyunun tərkibindəki xlor ionları zəhərli xlor qazına çevrilir və bu, avadanlıqları sıradan çıxarır və ətraf mühitə sızır.
Bunun qarşısını almaq üçün tədqiqatçılar əvvəlcə tərs osmos (RO) müalicəsində suyu təmizləmək üçün nəzərdə tutulmuş nazik, yarımkeçirici membran yerləşdirdilər. Əks osmoz membranı elektrolizatorlarda geniş istifadə olunan ion mübadiləsi membranını əvəz etdi.
"Tərs osmosun arxasında duran fikir ondan ibarətdir ki, siz suya həqiqətən yüksək təzyiq göstərərək, onu membrandan keçirərək, xlor ionlarını geridə saxlayırsınız" dedi Loqan.
Elektrolizatorda dəniz suyu artıq tərs osmos membranından keçməyəcək, lakin onun tərəfindən saxlanılacaq. Membran xarici enerji mənbəyinə qoşulmuş iki suya batırılmış elektrod - müsbət yüklü anod və mənfi yüklənmiş katod - yaxınlığında baş verən reaksiyaları ayırmaq üçün istifadə olunur. Güc işə salındıqda, su molekulları anodda parçalanmağa başlayır, proton adlanan kiçik hidrogen ionlarını buraxır və oksigen qazı əmələ gətirir. Daha sonra protonlar membrandan keçir və katodda elektronlarla birləşərək hidrogen qazı əmələ gətirir.
Tərs osmos membranı quraşdırıldıqda, dəniz suyu katod tərəfində qalır və xlor ionları membrandan keçib anoda çatmaq üçün çox böyükdür və xlor qazının əmələ gəlməsinin qarşısını alır.
Lakin suyun parçalanmasında, Loqanın qeyd etdiyi kimi, digər duzlar onu keçirici etmək üçün qəsdən suda həll edilir. İonları elektrik yükü ilə süzən ion mübadilə membranı duz ionlarının oradan keçməsini təmin edir. Əks osmoz membranı yoxdur.
Daha böyük ionların hərəkəti RO membranı ilə məhdudlaşdırıldığı üçün tədqiqatçılar məsamələrdən keçən kiçik protonların yüksək elektrik cərəyanını saxlamaq üçün kifayət edib-etmədiyini yoxlamalı idilər.
Tədqiqatçılar bir sıra eksperimentlərdə kommersiyada mövcud olan iki əks osmoz membranını və sistemdəki bütün müsbət yüklü ionların hərəkətinə imkan verən ion mübadiləsi membranının bir növü olan iki kation mübadilə membranını sınaqdan keçirdilər. Onların hər biri membranın ionların hərəkətinə qarşı müqaviməti üçün sınaqdan keçirilmişdir. Reaksiyaları başa çatdırmaq üçün lazım olan enerji miqdarı da hesablanmış, qaz halında hidrogen və oksigenin əmələ gəlməsinə nəzarət edilmiş, xlor ionları ilə qarşılıqlı əlaqə və membranın zədələnməsi təhlil edilmişdir.
Tədqiqatçılar bu yaxınlarda dəniz suyunun elektrolizi ilə bağlı tədqiqatları davam etdirmək üçün Milli Elm Fondundan (NSF) 300 dollar qrant aldılar. Loqan ümid edir ki, onların tədqiqatları dünya miqyasında karbon dioksid emissiyalarının azaldılmasında həlledici rol oynayacaq.
Həmçinin oxuyun:
- TSMC: 2021-ci ildə 3nm prosessorların sınaq nüsxələri görünəcək
- Cazibə qüvvəsi kainatın vahidliyinə səbəb olur