Нов вид обменна мембрана обещава по-евтин зелен водород

Новата технология за електролиза, разработена в Коря, обещава по-ниски разходи, повече производителност и 10 пъти по-дълъг живот. Графика: KIST

Електролизата е ключов компонент за добива на т. нар. зелен водород и сега корейски екип казва, че е направил огромен пробив с анионообменна мембрана, която не само е много по-евтина от сегашната технология за протонен обмен, но предлага около 20 процента по-добра производителност.

Електролизата е процес на разделяне на водата на водород и кислород. Когато процесът се захранва от възобновяема енергия, това се сочи като ключова стъпка от производството на зелен водород. Зеленият водород ще играе съществена роля за постигането на нулеви емисии не само в транспорта. Той предлага висока енергийна плътност, която го прави привлекателна опция в най-трудните за декарбонизиране дейности, при които батериите просто нямат приложение.

Обикновено електролизаторите използват протоннообменни мембрани (PEM), при които анодът и катодът в електролитния материал са разделени от мембрана, предназначена да позволи на положително заредените водородни йони да преминават, привлечени от катода. Тук те се комбинират с електрони, за да образуват водороден газ, който се събира, а кислородът се отделя при анода.

Проблем тук са материалите. Киселинната среда, изисквана от PEM, обикновено изисква скъпи метали като платина, рутений или иридий за електродите, както и титан за сепарационните плочи.

Една алтернативна технология за електролиза, която се проучва, са анионообменните мембрани (AEM), при които разделителната мембрана позволява да преминават отрицателно заредените OH- йони. AEM могат да работят при алкални условия, така че не се нуждаят от скъпи благородни метали. Реално използваните материали са около 3000 пъти по-евтини, казавт изследователите. Сравнително млада технология, AEM досега не са намерили приложение при водородната електролиза, защото не работят достатъчно добре и не издържат достатъчно дълго.

Сега екип от Корейския институт за наука и технологии (KIST) казва, че е тествал нов модул от мембрана и електроди, който превъзхожда предишните AEM с коефициент шест, а откъм дълготрайност ги надминава десетократно. Нещо повече, дори има 20% предимство от гледна точка на производителността спрямо настоящата PEM технология.

„Разработеният материал показва отлична издръжливост от повече от 1000 часа работа и постигна нова рекордна производителност на клетката от 7,68 A/cm2. Това е около шест пъти по-висока производителност от съществуващите анионообменни материали. То е около 1,2 пъти повече от скъпата комерсиална PEMWE технология (6A/cm2).“

„Разработеният материал“, казва професор Йънг Му Лий от университета Ханянг, „има висок потенциал за приложение като основен материал не само за водна електролиза, но също и за водородни горивни клетки, улавяне на въглерод и директни горивни клетки с амоняк, които са водородната индустрия от следващо поколение.“

Изследването бе публикувано в списанието Energy & Environmental Science.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*