Pennsylvania Üniversitesi'nden bir grup araştırmacıya göre, güneş, rüzgar ve denizin gücü yakında bir araya gelerek çevre dostu hidrojen yakıtı üretebilir. Ekip, su arıtma teknolojisini yeni bir deneysel projeye entegre etti deniz suyu elektrolizörüsu moleküllerinde hidrojen ve oksijeni ayırmak için bir elektrik akımı kullanır.
Kappa'da çevre mühendisliği profesörü ve Evan Pugh Üniversitesi profesörü Bruce Logan'a göre, bu yeni "deniz suyunu ayırma" yöntemi, rüzgar ve güneş enerjisinin depolanabilir ve taşınabilir yakıtlara dönüştürülmesini kolaylaştırabilir.
Logan, "Hidrojen harika bir yakıt, ama onu elde etmeniz gerekiyor," dedi. - Bunu yapmanın tek sürdürülebilir yolu, yenilenebilir enerji kullanmak ve onu sudan üretmektir. İnsanların başka amaçlar için kullanmak istemedikleri suyu da kullanmanız gerekir ve bu deniz suyu olur. Bu nedenle, hidrojen üretiminin Kutsal Kâse kıyı ve deniz ortamlarında bulunan deniz suyu, rüzgar ve güneş enerjisini birleştirmek zorunda kaldı."
Deniz suyunun bolluğuna rağmen genellikle su ayrımı için kullanılmaz. Elektrolizöre beslenmeden önce su tuzdan arındırılmazsa (pahalı bir ek adım), deniz suyundaki klor iyonları, ekipmanı yok eden ve çevreye sızan zehirli klor gazına dönüşür.
Bunu önlemek için araştırmacılar, orijinal olarak ters ozmoz (RO) işleminde suyu arıtmak için tasarlanmış ince, yarı geçirgen bir zar yerleştirdiler. Ters osmoz membranı, elektrolizörlerde yaygın olarak kullanılan iyon değiştirme membranının yerini almıştır.
Logan, "Ters ozmozun arkasındaki fikir, suya gerçekten yüksek basınç uygulamanız, onu zardan itmeniz ve klor iyonlarını geride tutmanızdır" dedi.
Elektrolizörde, deniz suyu artık ters ozmoz zarından geçmeyecek, onun tarafından tutulacaktır. Membran, harici bir güç kaynağına bağlı iki daldırılmış elektrotun (pozitif yüklü bir anot ve negatif yüklü bir katot) yakınında meydana gelen reaksiyonları ayırmak için kullanılır. Güç açıldığında, su molekülleri anotta ayrılmaya başlar, proton adı verilen küçük hidrojen iyonlarını serbest bırakır ve oksijen gazı oluşturur. Protonlar daha sonra zardan geçer ve katotta elektronlarla birleşerek hidrojen gazı oluşturur.
Ters osmoz membranı takıldığında, deniz suyu katot tarafında kalır ve klor iyonları membrandan geçip anoda ulaşamayacak kadar büyüktür ve klor gazı oluşumunu engeller.
Ancak Logan'ın işaret ettiği gibi, su ayrıştırma işleminde, diğer tuzlar, suyu iletken hale getirmek için kasıtlı olarak suda eritilir. İyonları elektrik yüküyle filtreleyen iyon değişim zarı, tuz iyonlarının içinden geçmesine izin verir. Ters osmoz membranı yoktur.
Daha büyük iyonların hareketi TO zarı tarafından sınırlandığından, araştırmacıların gözenekler boyunca hareket eden küçük protonların yüksek bir elektrik akımını sürdürmek için yeterli olup olmadığını test etmeleri gerekiyordu.
Bir dizi deneyde, araştırmacılar piyasada bulunan iki ters osmoz membranını ve sistemdeki tüm pozitif yüklü iyonların hareketine izin veren bir tür iyon değişim membranı olan iki katyon değişim membranını test ettiler. Her biri, zarın iyonların hareketine karşı direnci açısından test edildi. Reaksiyonları tamamlamak için gereken enerji miktarı da hesaplandı, gaz halindeki hidrojen ve oksijen oluşumu izlendi, klor iyonları ile etkileşim ve zara verilen hasar analiz edildi.
Araştırmacılar yakın zamanda, deniz suyu elektroliziyle ilgili araştırmalarına devam etmek için Ulusal Bilim Vakfı'ndan (NSF) 300 dolarlık bir hibe aldı. Logan, araştırmalarının dünya çapındaki karbondioksit emisyonlarını azaltmada çok önemli bir rol oynayacağını umuyor.
Ayrıca okuyun: