Команда исследователей усовершенствовала технологию электролиза морской воды, разработав покрытие для анода, которое защищает металл от пагубного воздействия хлора и повышает эффективность работы системы.
Суть электролиза заключается в погружении двух электродов в воду, где под действием электрического тока ее молекулы распадаются на водород и кислород. Однако существующие методы расщепления требуют использования очищенной жидкости, поскольку в соленой морской воде ионы хлора быстро разъедают металлический анод, резко уменьшая срок его службы. Недавно ученые из Стэнфордского университета нашли способ решения этой проблемы.
Они обнаружили, что, если покрыть анод слоями, имеющими отрицательные заряды, то они будут отталкивать ионы хлора и замедлять коррозию основного металла. Исследователи нанесли гидроксид никеля-железа поверх сульфида никеля, покрывающего ядро из никелевой пены. Никелевая пена выполняет функцию проводника, а гидроксид никеля и железа вызывает расщепление воды. В процессе электролиза сульфид никеля становится в отрицательно заряженным слоем, защищающим анод.
По словам команды, без защитного покрытия в таких условиях устройство проработает около 12 часов, а после этого от него ничего не останется. Однако дополнительный слой увеличивает срок службы системы более чем на 1000 часов.
При этом пропадает необходимость ослабления электрического тока для замедления коррозии. В ходе испытаний ученые проводили через свое многослойное устройство в 10 раз больше электроэнергии, чем в стандартных установках, что ускорило расщепление и значительно повысило эффективность системы.
Команда также продемонстрировала концепцию, питающуюся от солнечной энергии, но она подходит и для ветрогенераторов. Исследователи утверждают, что технологию можно применять не только для получения водородного топлива, но и для создания мобильных устройств по производству кислорода. Например, чтобы водолазам или подводным лодкам не требовалось подниматься на поверхность для пополнения запасов воздуха.
Недавно химики также усовершенствовали обратимый протонно-керамический электрохимический элемент для выработки электроэнергии и производства водородного топлива, который благодаря уникальному катализатору работает с эффективностью 98%.
текст: Илья Бауэр, фото: Stanford University