Високочестотни звукови вълни ускоряват електролизата 14 пъти

Изследователи от RMIT казват, че са изнамерили по-евтин метод за производство на зелен водород, който е и с по-висока енергийна ефективност: нова техника за електролиза, която се основава на силата на звуковите вълни. Чрез високочестотни вибрации стандартната електролиза може да произвежда 14 пъти повече водород.

В сферата на транспорта е на ход революция – пълно загърбване на изкопаемите горива. Ала батериите обичайно не могат да носят достатъчно енергия или отнемат твърде много време за зареждане. Затова напоследък зеленият водород се очертава като по-вероятно решение за осигуряване на тяга с нулеви емисии. Зеленият водород се създава чрез електролиза – процес на разделяне на водните молекули на водород и кислород с помощта на възобновяема енергия. Водородът следва да бъде уловен, компресиран и съхранен.

Защо този процес работи много по-добре, когато екипът на RMIT възпроизвежда 10-MHz хибридна звукова вълна? Има няколко причини, според изследователска статия, току-що публикувана в списанието Advanced Energy Materials.

Първо, вибрирането на водата има ефекта на “емоционално сътресение” за водните молекули, които са най-близо до електродите. Така звуковата вълна ги разклаща от тетраедричните мрежи, в които са склонни да се установят молекулите. Това води до повече “свободни” водни молекули. На свой ред те могат да осъществят контакт с каталитичните елементи от електродите.

Второ, тъй като отделните газове се събират като мехурчета на всеки електрод, вибрациите освобождават мехурчетата. Това ускорява процеса на електролизата, защото мехурчетата блокират контакта на електрода с водата и ограничават реакцията.

В своите експерименти изследователите са използвали електроди, които обикновено работят доста слабо. Традиционно електролизата се извършва с помощта на редки и скъпи платинови или иридиеви метали и силно киселинни или основни електролити за най-добри скорости на реакция, но екипът на RMIT е избрал по-евтините златни електроди и електролит с неутрално рН ниво. Веднага след като екипът включил звуковите вибрации, плътността на тока и скоростта на реакция скочили със забележителен коефициент от 14.

Постижението означава, че водата се разделя на водород и кислород 14 пъти по-бързо. Това има впечатляващ ефект върху цялостната ефективност на електролизера. „С нашия метод можем потенциално да подобрим ефективността на преобразуване, водещо до нетно положително спестяване на енергия от 27%“, каза професор Лесли Йео, един от водещите изследователи.

Всъщност постижението на екипа е тройно: налице са по-бързи реакции, спестяване на енергия и работа с много по-евтини материали. Затова сега екипът вярва, че работата му може да помогне за намаляване на цената на зеления водород.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*