De beperkte beschikbaarheid van zoetwaterbronnen, die slechts ongeveer 3,5% van het totale water op aarde uitmaken, heeft het belang benadrukt van het gebruik van overvloedig zeewater voor energierecycling. Ontzilting van zeewater biedt een haalbare oplossing voor het aanpakken van de schaarste aan drinkwatervoorraden; Traditionele methoden zoals destillatie en membraanbehandeling zijn echter vaak kostbaar.
De versnelling van een op waterstof gebaseerde energie-economie is van cruciaal belang voor het bereiken van koolstofneutraliteit en het bereiken van maximale koolstofemissies. In lijn hiermee benadrukt het “Carbon Peak by 2030 Action Plan”, uitgegeven door de Staatsraad, de noodzaak om zich te concentreren op goedkope waterstofproductie uit hernieuwbare energie en technologische innovatie. Het benadrukt ook het belang van het versnellen van onderzoek, ontwikkeling en demonstratietoepassingen van waterstoftechnologie in verschillende sectoren, zoals de industrie, het transport en de bouw.
Zeewater verschilt aanzienlijk van zoetwater; het vormt ongeveer 96,5% van het water op aarde en bevat een complex mengsel van 92 chemicaliën en elementen. Het zoutgehalte van zeewater is ongeveer 35 PSU (35 ‰), waarbij natrium-, magnesium-, calcium-, kalium-, chloor- en sulfaationen meer dan 99% van het totale zoutgehalte uitmaken. De productie van waterstof uit zeewater wordt geconfronteerd met uitdagingen vanwege de aanwezigheid van talrijke ionen, micro-organismen en deeltjes, wat kan leiden tot problemen zoals concurrentie bij bijwerkingen, deactivering van katalysatoren en membraanvervuiling.
Er zijn twee verschillende technologische benaderingen ontwikkeld voor de productie van waterstof uit zeewater: directe productie en indirecte productie. Directe productie omvat elektrolyse of fotolyse van water. Toonaangevende onderzoeksinstellingen wereldwijd, waaronder de Chinese Academie van Wetenschappen, het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek, de Japanse Tohoku Universiteit voor Technologie, de Beijing Universiteit voor Chemische Technologie, de Indiase Raad voor Wetenschappelijk en Industrieel Onderzoek en de Universiteit van Houston, zijn actief betrokken bij directe onderzoek naar waterstofproductie. Indirecte productie combineert daarentegen technologieën voor de ontzilting van zeewater met hydrolytische processen zoals elektrolyse, fotolyse en pyrolyse.
Momenteel wordt meer dan 90% van de waterstof in de wereld geproduceerd uit op koolstof gebaseerde energiebronnen, zoals steenkool en aardgas. Er is echter een groeiende belangstelling voor waterstofproductie op waterbasis, gezien de toekomstige implicaties van koolstofneutraliteit en de schaarste aan zoetwaterbronnen. De "in situ technologie voor de productie van waterstof door directe elektrolyse van zeewater zonder ontzilting" heeft een enorme theoretische, technologische en strategische betekenis.
In juli van dit jaar rapporteerde het Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering, Chinese Academie van Wetenschappen, een baanbrekende ontwikkeling in de productie van waterstof uit zeewater door middel van hoge-temperatuurelektrolyse met behulp van een platte buisvormige vaste-oxidebrandstofcel. Het onderzoeksteam behaalde een indrukwekkend energieomzettingsrendement van 72,47% zonder de noodzaak van edelmetaalkatalysatoren. Langetermijnexperimenten toonden minimale veranderingen aan in de structuur, samenstelling en prestaties van de cel, terwijl de elektrolytische spanning aanzienlijk lager bleef dan die van cellen op kamertemperatuur.
De onderzoekers voerden elektrolyse uit bij 750 graden door waterstof, dat als draaggas fungeert, door de elektrolytische cel met vast oxide te laten gaan die vervluchtigd zeewater bevat en wordt meegevoerd uit de kustwateren van Ningbo City. Door het zeewater vooraf te verwarmen en te verdampen, werd voorkomen dat de meeste onzuiverheden rechtstreeks in contact kwamen met de elektrolyseur, waardoor het risico op schade tot een minimum werd beperkt.
Contact:
Als u vragen heeft, neem dan gerust contact met ons op. Werktijden: 8.30 uur tot 17.30 uur
E-mail:zhangjixia@bjygti.com
