Was ist die Wasserspaltung?

Die Wasseraufteilung ist der Prozess des Aufschlusses der chemischen Wasserverbindung in seine Bestandteile von Wasserstoff und Sauerstoff.Es gibt viele Ansätze für die Wasseraufteilung, die am häufigsten der Elektrolyse, bei denen ein elektrischer Strom durch Wasser geleitet wird, um Wasserstoff- und Sauerstoffionen zu produzieren.Obwohl viele Methoden zur Wasserspaltung in Bezug auf die Energie, die zum Trennen von Wasserstoff und Sauerstoff von Wasser und der Energie, die später aus dem reinen Wasserstoff für Brennstoff abgeleitet werden kann, erforderlich ist, nicht energieeffizient sindAbhängigkeit von fossilen Brennstoffen.Anwendungen mit Solarenergie und neuen chemischen Katalysatoren zum Spalten von Wasser bieten eine vielversprechende Methode zur Erzielung erneuerbarer Netto -Energiegewinne ohne Treibhausgasemissionen oder andere Schadstoffe.wie Windkraft werden jetzt eingesetzt, um in neuen Elektrolyseformen elektrischen Strom zu erzeugen.Ziel ist es, ein Wasserspaltsystem zu schaffen, das vollständig durch erneuerbare Energiequellen wie Sonnenlicht angeheizt wird, wodurch die Wasserstoffproduktion gegen fossile Brennstoffe wettbewerbsfähig ist.Die Herausforderung in diesem Prozess bestand darin, Elektroden zu entwickeln, die aus kostengünstigen und langlebigen Materialien bestehen.Es wurde festgestellt, dass Kobalt- und Nickelboratverbindungen eine erhöhte Effizienz bieten und billig und leicht herzustellen.Obwohl diese neuen Elektrodenverbindungen in kommerziellen Solar-Kraftstoff-Produktionssystemen sicher sind, können sie noch nicht mit der Effizienz industrieller Elektrolyseverfahren konkurrieren, die gefährliche Alkali-Verbindungen als Elektrolytlösungen verwenden.basieren auf dem Prozess der Photosynthese, mit dem Pflanzen Sonnenlicht in chemische Energie umwandeln.Während natürliche Systeme hierfür sehr langsame und künstliche Systeme sind, die es zunächst eine Effizienz von weniger als 1% imitieren, als sie 1972 in Japan die Forschung begannen, steigern neue Prozesse die Wasserstoffproduktionsniveau.Japanische Forscher begannen 2007, Elektroden aus hydriertem mikrokristallinem Silizium mit Platin -Nanopartikeln zu beschichten, was die Stabilität und das Leben der Elektroden und ihre katalytische Fähigkeit bei der Wasseraufteilung weiter erhöhte.

Ähnliche Untersuchungen im National Renewable Energy Laboratory (NREL) in den Vereinigten Staaten zielen im Jahr 2015 mit einer erhöhten Haltbarkeit von Elektroden von 1.000 Stunden im Jahr 2005 auf 20.000 Stunden im Jahr 2015 auf Solar auf die Umwandlung von 14% von 14%.Mit zunehmender Effizienz sinken die entsprechenden Kosten für die Herstellung von Wasserstoffbrennstoffen mit einem US -Dollar (USD) pro Kilogramm ($/kg) Kosten für die Herstellung von H

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im Jahr 2005 bei 360 USD/kg auf 5 USD/kg im Jahr 2015. Auch 2015. Auch 2015. Auch 2015. Auch 2015. Auch 2015. Auch 2015. selbstAuf dieser Ebene ist die Wasseraufteilung zur Herstellung von Wasserstoff immer noch drei- bis zehnmal teurer als die Erzeugung von Kraftstoffen auf Wasserstoffbasis aus der Reformation von Erdgas.Die Forschung hat noch einige Entfernungen, bevor sie wirtschaftlich mit dem etablierten Energiesektor wettbewerbsfähig ist.