ทรัพยากรน้ำจืดที่มีอยู่อย่างจำกัด ซึ่งคิดเป็นเพียงประมาณ 3.5% ของน้ำทั้งหมดบนโลก ได้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการใช้น้ำทะเลที่อุดมสมบูรณ์เพื่อการรีไซเคิลพลังงาน การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเป็นแนวทางแก้ปัญหาการขาดแคลนแหล่งน้ำดื่ม อย่างไรก็ตาม วิธีการแบบดั้งเดิม เช่น การกลั่นและการบำบัดด้วยเยื่อเมมเบรน มักมีค่าใช้จ่ายสูง
การเร่งประหยัดพลังงานจากไฮโดรเจนเป็นสิ่งสำคัญในการบรรลุความเป็นกลางของคาร์บอนและการปล่อยก๊าซคาร์บอนสูงสุด เพื่อให้สอดคล้องกับสิ่งนี้ "แผนปฏิบัติการคาร์บอนพีคภายในปี 2573" ที่ออกโดยสภาแห่งรัฐ เน้นย้ำถึงความจำเป็นในการมุ่งเน้นไปที่การผลิตไฮโดรเจนพลังงานทดแทนที่มีต้นทุนต่ำและนวัตกรรมทางเทคโนโลยี นอกจากนี้ยังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการเร่งการวิจัย การพัฒนา และการสาธิตการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไฮโดรเจนในภาคส่วนต่างๆ เช่น อุตสาหกรรม การขนส่ง และการก่อสร้าง
น้ำทะเลแตกต่างอย่างมากจากน้ำจืด โดยคิดเป็นประมาณ 96.5% ของน้ำในโลก และมีส่วนผสมของสารเคมีและธาตุถึง 92 ชนิดที่ซับซ้อน ความเค็มของน้ำทะเลอยู่ที่ประมาณ 35 PSU (35‰) โดยมีโซเดียม แมกนีเซียม แคลเซียม โพแทสเซียม คลอรีน และซัลเฟตไอออนซึ่งมีมากกว่า 99% ของปริมาณเกลือทั้งหมด การผลิตไฮโดรเจนจากน้ำทะเลเผชิญกับความท้าทายเนื่องจากการมีอยู่ของไอออน จุลินทรีย์ และอนุภาคจำนวนมาก ซึ่งสามารถนำไปสู่ปัญหาต่างๆ เช่น การแข่งขันในอาการไม่พึงประสงค์ การปิดใช้งานตัวเร่งปฏิกิริยา และความเปรอะเปื้อนของเมมเบรน
แนวทางทางเทคโนโลยีที่แตกต่างกันสองประการได้รับการพัฒนาสำหรับการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำทะเล: การผลิตทางตรงและการผลิตทางอ้อม การผลิตโดยตรงเกี่ยวข้องกับการอิเล็กโทรไลซิสหรือโฟโตไลซิสของน้ำ สถาบันวิจัยชั้นนำทั่วโลก รวมถึง Chinese Academy of Sciences, ศูนย์วิจัยวิทยาศาสตร์แห่งชาติของฝรั่งเศส, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีโทโฮกุของญี่ปุ่น, มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเคมีปักกิ่ง, สภาวิจัยวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมของอินเดีย และมหาวิทยาลัยฮูสตัน ต่างมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการดำเนินการโดยตรง การวิจัยการผลิตไฮโดรเจน ในทางกลับกัน การผลิตทางอ้อมผสมผสานเทคโนโลยีการแยกเกลือออกจากน้ำทะเลเข้ากับกระบวนการไฮโดรไลติก เช่น อิเล็กโทรไลซิส โฟโตลิซิส และไพโรไลซิส
ปัจจุบัน ไฮโดรเจนมากกว่า 90% ของโลกผลิตจากแหล่งพลังงานที่มีคาร์บอน เช่น ถ่านหินและก๊าซธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม มีความสนใจเพิ่มขึ้นในการผลิตไฮโดรเจนที่ใช้น้ำ เมื่อพิจารณาถึงผลกระทบในอนาคตของความเป็นกลางของคาร์บอน และการขาดแคลนทรัพยากรน้ำจืด "เทคโนโลยีการผลิตไฮโดรเจนด้วยกระแสไฟฟ้าโดยตรงในแหล่งกำเนิดโดยปราศจากการแยกเกลือออกจากน้ำทะเล" ถือเป็นความสำคัญทางทฤษฎี เทคโนโลยี และกลยุทธ์อย่างมาก
ในเดือนกรกฎาคมของปีนี้ สถาบันเทคโนโลยีวัสดุและวิศวกรรมหนิงโป สถาบันวิทยาศาสตร์จีน รายงานการพัฒนาที่ก้าวล้ำในการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำทะเลผ่านอิเล็กโทรไลซิสที่อุณหภูมิสูง โดยใช้เซลล์เชื้อเพลิงโซลิดออกไซด์ชนิดท่อแบน ทีมวิจัยบรรลุประสิทธิภาพการแปลงพลังงานที่น่าประทับใจถึง 72.47% โดยไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะมีตระกูล การทดลองระยะยาวแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง องค์ประกอบ และประสิทธิภาพของเซลล์เพียงเล็กน้อย ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าด้วยไฟฟ้ายังคงต่ำกว่าเซลล์ที่อุณหภูมิห้องอย่างมีนัยสำคัญ
นักวิจัยดำเนินการอิเล็กโตรไลซิสที่ 750 องศาโดยการส่งไฮโดรเจนซึ่งทำหน้าที่เป็นก๊าซพาหะ ผ่านเซลล์อิเล็กโตรไลต์ออกไซด์แข็งที่มีน้ำทะเลระเหยและถูกพามาจากน่านน้ำชายฝั่งของเมืองหนิงโป ด้วยการให้ความร้อนและการระเหยน้ำทะเลล่วงหน้า สิ่งสกปรกส่วนใหญ่จะถูกป้องกันไม่ให้สัมผัสกับอิเล็กโทรไลเซอร์โดยตรง ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงที่จะเกิดความเสียหาย
ติดต่อ:
หากคุณมีคำถามใด ๆ โปรดติดต่อเรา เวลาทำงาน: 8.30 น. ถึง 17.30 น
อีเมล:zhangjixia@bjygti.com
