Pensilvaniya universiteti tadqiqotchilari guruhining fikricha, quyosh, shamol va dengizning kuchi yaqin orada atrof muhitga zarar keltirmaydigan vodorod yoqilg‘isini ishlab chiqarish uchun birlashishi mumkin. Jamoa suvni tozalash texnologiyasini yangi eksperimental loyihaga birlashtirdi dengiz suvi elektrolizatori, bu suv molekulalarida vodorod va kislorodni ajratish uchun elektr tokidan foydalanadi.
Kappa va Evan Pug universiteti professori atrof-muhit muhandisligi professori Bryus Loganning so'zlariga ko'ra, "dengiz suvini bo'linish" ning ushbu yangi usuli shamol va quyosh energiyasini saqlanadigan va ko'chma yoqilg'iga aylantirishni osonlashtirishi mumkin.
"Vodorod - ajoyib yoqilg'i, lekin siz uni olishingiz kerak", dedi Logan. – Buning yagona barqaror yo‘li qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish va uni suvdan ishlab chiqarishdir. Bundan tashqari, odamlar boshqa maqsadlarda foydalanishni istamaydigan suvdan foydalanishingiz kerak va bu dengiz suvi bo'ladi. Shunday qilib, vodorod ishlab chiqarishning Muqaddas Grail qirg'oq va dengiz muhitida joylashgan dengiz suvi, shamol va quyosh energiyasini birlashtirishi kerak edi."
Dengiz suvining ko'pligiga qaramasdan, odatda suvni ajratish uchun ishlatilmaydi. Agar elektrolizatorga berishdan oldin suv tuzsizlantirilmasa - qimmat qo'shimcha qadam - dengiz suvidagi xlor ionlari zaharli xlor gaziga aylanadi, bu esa uskunani yo'q qiladi va atrof-muhitga singib ketadi.
Buning oldini olish uchun tadqiqotchilar dastlab teskari osmos (RO) bilan ishlov berishda suvni tozalash uchun mo'ljallangan nozik, yarim o'tkazuvchan membranani o'rnatdilar. Teskari osmoz membranasi elektrolizatorlarda keng qo'llaniladigan ion almashinadigan membranani almashtirdi.
"Teskari osmosning g'oyasi shundaki, siz suvga haqiqatan ham yuqori bosim o'tkazasiz, uni membranadan o'tkazasiz va xlor ionlarini orqada saqlaysiz", dedi Logan.
Elektrolizatorda dengiz suvi endi teskari osmoz membranasidan o'tmaydi, balki u tomonidan ushlab turiladi. Membran tashqi quvvat manbaiga ulangan ikkita suv osti elektrodlari - musbat zaryadlangan anod va manfiy zaryadlangan katod yaqinida sodir bo'ladigan reaktsiyalarni ajratish uchun ishlatiladi. Quvvat yoqilganda, suv molekulalari anodda bo'linib, proton deb ataladigan mayda vodorod ionlarini chiqaradi va kislorod gazini hosil qiladi. Keyin protonlar membranadan o'tib, vodorod gazini hosil qilish uchun katoddagi elektronlar bilan birlashadi.
Teskari osmoz membranasi o'rnatilgan bo'lsa, dengiz suvi katod tomonida qoladi va xlor ionlari membranadan o'tish va anodga etib borish uchun juda katta bo'lib, xlor gazining shakllanishiga to'sqinlik qiladi.
Ammo suvning bo'linishida, Logan ta'kidlaganidek, boshqa tuzlar suv o'tkazuvchanligini ta'minlash uchun ataylab eritiladi. Ionlarni elektr zaryadi bilan filtrlaydigan ion almashinuv membranasi u orqali tuz ionlarining o'tishiga imkon beradi. Teskari osmoz membranasi mavjud emas.
Kattaroq ionlarning harakati RO membranasi bilan cheklanganligi sababli, tadqiqotchilar teshiklar bo'ylab harakatlanadigan mayda protonlar yuqori elektr tokini ushlab turish uchun etarli yoki yo'qligini tekshirishlari kerak edi.
Bir qator eksperimentlarda tadqiqotchilar sotuvda mavjud bo'lgan ikkita teskari osmoz membranasini va tizimdagi barcha musbat zaryadlangan ionlarning harakatlanishini ta'minlaydigan ion almashinadigan membrana turi bo'lgan ikkita kation almashinadigan membranani sinab ko'rdilar. Ularning har biri membrananing ionlar harakatiga chidamliligi uchun sinovdan o'tkazildi. Reaksiyalarni yakunlash uchun zarur bo‘lgan energiya miqdori ham hisoblab chiqildi, gazsimon vodorod va kislorod hosil bo‘lishi kuzatildi, xlor ionlari bilan o‘zaro ta’siri va membrananing shikastlanishi tahlil qilindi.
Tadqiqotchilar yaqinda dengiz suvi elektrolizi bo'yicha tadqiqotlarni davom ettirish uchun Milliy Ilmiy Jamg'armadan (NSF) 300 000 AQSh dollari miqdorida grant olishdi. Logan ularning tadqiqotlari butun dunyo bo'ylab karbonat angidrid chiqindilarini kamaytirishda hal qiluvchi rol o'ynashiga umid qilmoqda.
Shuningdek o'qing:
- TSMC: 2021 yilda 3nm protsessorlarning sinov nusxalari paydo bo'ladi
- Gravitatsiya koinotning bir xilligiga sabab bo'ladi