Năng lượng: Lưu trữ điện mặt trời, điện gió bằng cách tách nước thành Hidrogen và Oxygen

Khi vận hành hệ thống điện gió và điện mặt trời, lưu trữ điện được quan tâm đến, nhằm ổn định, an ninh về điện...

Sử dụng năng lượng mặt trời và năng lượng gió khi có sẵn để tách nước, một quá trình sử dụng điện để tách H2O thành hydro và oxy, cung cấp một cách để lưu trữ năng lượng dưới dạng nhiên liệu hydro.

Hiện tại, hệ thống phổ biến nhất được sử dụng để tách nước, điện phân nước, dựa vào kim loại quý làm chất xúc tác, nhưng một nhóm nghiên cứu hợp tác, bao gồm các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos và Đại học bang Washington, đã phát triển một hệ thống sử dụng ít tốn kém và nguyên vật liệu có nhiều trong tự nhiên.

"Hệ thống điện phân nước hiện tại sử dụng chất xúc tác rất đắt tiền. Trong hệ thống của chúng tôi, chúng tôi sử dụng chất xúc tác gốc niken, rẻ hơn nhiều, nhưng hiệu suất tương đương", Yu Seung Kim, nhà khoa học nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos cho biết.

Hầu hết việc tách nước ngày nay được tiến hành bằng cách sử dụng một thiết bị gọi là máy điện phân nước màng trao đổi proton, tạo ra hydro với tốc độ sản xuất cao. Nó đắt tiền, và hoạt động trong điều kiện axit cao, đòi hỏi các chất xúc tác kim loại quý như bạch kim và iridium cũng như các tấm kim loại chống ăn mòn làm bằng titan.

Nhóm nghiên cứu đã làm việc để giải quyết vấn đề này bằng cách tách nước trong điều kiện kiềm hoặc cơ bản bằng máy điện phân màng trao đổi anion. Loại máy điện này không cần chất xúc tác dựa trên kim loại quý. Trên thực tế, một nhóm do Yuehe Lin, giáo sư tại Trường Kỹ thuật Cơ khí và Vật liệu của WSU, đã tạo ra một chất xúc tác dựa trên niken và sắt, các nguyên tố ít tốn kém và phong phú hơn trong môi trường.

Khoảng 10 triệu tấn hydro hiện đang được sản xuất tại Hoa Kỳ mỗi năm, chủ yếu bằng cách sử dụng khí đốt tự nhiên, theo Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.
Hydrogen được sản xuất từ quá trình tách nước được cung cấp năng lượng từ nguồn điện năng lượng tái tạo mang lại nhiều lợi ích kinh tế và môi trường, Lin nói.

"Tách nước là một công nghệ sạch, nhưng bạn cần điện để làm điều đó ".
"Bây giờ chúng ta có rất nhiều năng lượng tái tạo, gió và năng lượng mặt trời, nhưng nó không liên tục. Ví dụ, vào ban đêm, chúng ta không thể sử dụng năng lượng mặt trời, nhưng nếu vào ban ngày, chúng ta có thể sử dụng thêm năng lượng để chuyển đổi nó thành một thứ khác, giống như hydro, điều đó rất hứa hẹn.

Thị trường sản xuất hydro toàn cầu dự kiến sẽ đạt 199,1 tỷ USD vào năm 2023.

Nguồn tham khảo http://bit.ly/2TC8EYz

Related Posts

No comments: