โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

ความก้าวหน้าในการแยกน้ำที่ดีขึ้นการแปลงพลังงานทดแทน

Anonim

นักวิจัยของมหาวิทยาลัย Washington State ได้ค้นพบวิธีการสร้างไฮโดรเจนจากน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพซึ่งเป็นกุญแจสำคัญในการผลิตและจัดเก็บพลังงานทดแทนได้

การโฆษณา


นักวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Yuehe Lin และ Scott Beckman ในคณะวิศวกรรมเครื่องกลและวัสดุได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาจากวัสดุต้นทุนต่ำ มีประสิทธิภาพหรือดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ทำจากโลหะมีค่าที่ใช้สำหรับกระบวนการนี้

ผลงานตีพิมพ์ในวารสาร Advanced Energy Materials

เก็บพลังงานสะอาด

การแปลงพลังงานเป็นกุญแจสำคัญในการประหยัดพลังงานที่สะอาด เนื่องจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์และลมผลิตไฟฟ้าได้เป็นระยะ ๆ จึงมีความจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องเก็บและประหยัดพลังงานไฟฟ้าที่ผลิตได้

หนึ่งในความคิดที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียนคือการใช้ไฟฟ้าส่วนเกินที่เกิดจากพลังงานทดแทนเพื่อแยกน้ำออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจน ไฮโดรเจนจะถูกป้อนลงในยานพาหนะที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิง

"การผลิตไฮโดรเจนโดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำเป็นวิธีที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมที่สุดในการแปลงไฟฟ้าเป็นเชื้อเพลิงเคมี" Junhua Song, WSU Ph.D. กล่าว นักเรียนที่สังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาและทำการทดลองส่วนใหญ่

พลังงานวัสดุราคาแพง

อุตสาหกรรมไม่ได้ใช้กระบวนการแบ่งแยกน้ำอย่างกว้างขวางเนื่องจากต้องเสียค่าใช้จ่ายของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่าซึ่งมักเป็นทองคำขาวหรือรูทีเนียม

หลายวิธีในการแยกน้ำยังต้องใช้พลังงานมากเกินไปหรือวัสดุที่จำเป็นต้องพังลงอย่างรวดเร็ว อุตสาหกรรมทั่วไปใช้กระบวนการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลเพื่อผลิตไฮโดรเจนสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงซึ่งก่อให้เกิดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่เป็นอันตราย

สำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาของพวกเขาทีมวิจัยของ WSU ได้เพิ่มอนุภาคขนาดนาโนที่มีราคาไม่แพงไปยังกรอบโคบอลต์ ตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่สามารถนำไฟฟ้าได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีค่าที่นิยมใช้กันทั่วไป มันผลิตออกซิเจนได้ดีกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทางการค้าที่มีอยู่และผลิตไฮโดรเจนในอัตราที่เทียบเคียงได้

การสร้างแบบจำลองตัวเร่งปฏิกิริยาการทดลองใช้

นักวิจัยใช้การสร้างแบบจำลองทางทฤษฎีและการทดลองเพื่อแสดงและปรับแต่งประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาของตน

"การสร้างแบบจำลองนี้ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจในระดับอะตอมว่าอะตอมของทองแดงปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาซึ่งช่วยในการเลือกและปรับแต่งองค์ประกอบเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพได้อย่างแม่นยำ" เบ็คแมนกล่าว

"ทีมวิจัยได้ให้มุมมองใหม่ในการออกแบบและปรับปรุงตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะที่ไม่มีค่าสำหรับการผลิตไฮโดรเจน" หลินกล่าว "ตัวเร่งปฏิกิริยาตัวนี้จะเป็นหนทางที่จะพัฒนาแอพพลิเคชั่นการผลิตไฮโดรเจนที่เป็นอิเล็กโทรไลซิสที่มีประสิทธิภาพสูง"

นักวิจัยกำลังมองหาแหล่งเงินทุนภายนอกเพื่อขยายงานของพวกเขา พวกเขาหวังว่าจะปรับปรุงเสถียรภาพและประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา

งานนี้สอดคล้องกับความท้าทายแกรนด์ของ WSU ซึ่งเป็นชุดของการริเริ่มการวิจัยที่มุ่งประเด็นทางสังคมที่มีขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความท้าทายของทรัพยากรที่ยั่งยืนและรูปแบบของการตอบสนองความต้องการด้านพลังงานในขณะที่การปกป้องสิ่งแวดล้อม

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุจาก มหาวิทยาลัยแห่งรัฐวอชิงตัน ต้นฉบับที่เขียนโดย Tina Hilding หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. เพลง Junhua, Chengzhou Zhu, Bo Z. Xu, Shaofang Fu, Mark H. Engelhard, Ranfeng Ye, Dan Du, Scott P. Beckman, Yuehe Lin Bimetallic Cobalt-Based Phosphide Zeolitic Imidazolate Framework: CoP x การดูดซับพลังงานไฟฟ้าที่ขึ้นกับเฟสและการดูดซับก๊าซไฮโดรเจนอะตอมสำหรับการแยกน้ำโดยรวม วัสดุพลังงานขั้นสูง 2016; 1601555 DOI: 10.1002 / aenm.201601555