Co je to rozdělení vody?

Rozdělení vody je proces rozložení chemické sloučeniny vody na její složky vodíku a kyslíku. Existuje mnoho přístupů k štěpení vody, nejčastější mezi nimi je elektrolýza, kde elektrický proud prochází vodou za vzniku vodíku a kyslíkových iontů. Ačkoli mnoho metod štěpení vody není energeticky účinné, pokud jde o energii potřebnou k oddělení vodíku a kyslíku z vody oproti energii, kterou lze později odvodit z čistého vodíku pro palivo, proces je však považován za potenciální alternativu k nahrazení závislosti na fosilních palivech. Aplikace využívající sluneční energii a nové chemické katalyzátory k rozdělení vody nabízejí slibnou metodu produkce obnovitelných energetických zisků bez výroby emisí skleníkových plynů nebo jiných znečišťujících látek v procesu.

štěpení fotokatalytické vody pomocí energieSvětlo nebo použití jiných obnovitelných zdrojů energie, jako je větrná energie, se nyní používají k výrobě elektrického proudu v nových formách elektrolýzy. Cílem je vytvořit systém rozdělení vody, který je zcela poháněn obnovitelnými zdroji energie, jako je sluneční světlo, díky čemuž je výroba vodíku konkurenceschopná proti fosilním palivům. Výzvou v tomto procesu bylo vyvinout elektrody, které jsou vyrobeny z levných a odolných materiálů. Bylo zjištěno, že sloučeniny kobaltu a niklu nabízejí zvýšenou účinnost a jsou levné a snadno se vyrábějí. Ačkoli tyto nové elektrodové sloučeniny jsou bezpečné v komerčních systémech produkce solárních paliv, zatím nemohou konkurovat účinnosti metod průmyslové elektrolýzy, které používají nebezpečné alkalické sloučeniny jako roztoky elektrolytu.

Mechanismy štěpení vody, které nabízejí nejslibnější, pokud jde o zisk energie, jsou založeny na procesu fotosyntézy, který rostliny používají k přeměně slunečního světla na chemickou energii. Zatímco přirozenýSystémy pro toto jsou velmi pomalé a umělé systémy, které napodobují, že zpočátku měly účinnost menší než 1%, když na nich začal výzkum v roce 1972 v Japonsku, nové procesy zvyšují úroveň produkce vodíku. Japonští vědci v roce 2007 zahájili povlakové elektrody vyrobené z hydrogenovaného mikrokrystalického křemíku s nanočásticemi platiny, což dále zvyšovalo stabilitu a životnost elektrod a jejich katalytické schopnosti při rozdělení vody.

Podobný výzkum v Národní laboratoři obnovitelné energie (NREL) ve Spojených státech se zaměřuje na míru konverze na účinnost vodíku 14% v roce 2015 se zvýšenou trvanlivost elektrod z 1 000 hodin v roce 2005 na 20 000 hodin v roce 2015. Jak se tato účinnost zvyšuje, odpovídající náklady na výrobu vodíkových paliv se snižují, s americkými dolary (USD) za kilogram ($/kg) náklady na výrobu H 2 v roce 2005 za 360 USD/kg v roce 2015. Dokonce i na této úrovni se na tuto úroveň vyprodukuje hyd.Rogen je stále třikrát až desetkrát dražší než generování paliv na bázi vodíku z reformace zemního plynu. Výzkum má stále určitou vzdálenost, než bude ekonomicky konkurenceschopný se zavedeným energetickým sektorem.