Τι είναι το χωρισμό του νερού;

Η διάσπαση του νερού είναι η διαδικασία διάσπασης της χημικής ένωσης του νερού στα συστατικά του στοιχεία υδρογόνου και οξυγόνου.Υπάρχουν πολλές προσεγγίσεις για τη διάσπαση του νερού, οι πιο συνηθισμένες από τις οποίες είναι η ηλεκτρόλυση, όπου ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται από το νερό για την παραγωγή ιόντων υδρογόνου και οξυγόνου.Αν και πολλές μέθοδοι διαχωρισμού νερού δεν είναι ενεργειακά αποδοτικές από την άποψη της ενέργειας που απαιτείται για τον διαχωρισμό του υδρογόνου και του οξυγόνου από το νερό σε σχέσηΕξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα.Οι εφαρμογές που χρησιμοποιούν την ηλιακή ενέργεια και τους νέους χημικούς καταλύτες για να χωρίσουν το νερό προσφέρουν μια πολλά υποσχόμενη μέθοδο παραγωγής ανανεώσιμων καθαρών κερδών ενέργειας χωρίς να παράγουν εκπομπές αερίων θερμοκηπίου ή άλλους ρύπους στη διαδικασία.όπως η αιολική ενέργεια, χρησιμοποιούνται τώρα για τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος σε νέες μορφές ηλεκτρόλυσης.Ο στόχος είναι να δημιουργηθεί ένα σύστημα διαίρεσης νερού που τροφοδοτείται εξ ολοκλήρου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως το φως του ήλιου, καθιστώντας την παραγωγή υδρογόνου ανταγωνιστικά έναντι ορυκτών καυσίμων.Η πρόκληση στη διαδικασία ήταν η ανάπτυξη ηλεκτροδίων που είναι κατασκευασμένα από φθηνά και ανθεκτικά υλικά.Οι ενώσεις του κοβαλτίου και του νικελίου έχουν βρεθεί ότι προσφέρουν αυξημένη αποτελεσματικότητα και είναι φθηνά και εύκολο στην κατασκευή.Αν και αυτές οι νέες ενώσεις ηλεκτροδίων είναι ασφαλείς σε εμπορικά συστήματα παραγωγής ηλιακών καυσίμων, δεν μπορούν ακόμα να ανταγωνιστούν την αποτελεσματικότητα των μεθόδων βιομηχανικής ηλεκτρόλυσης που χρησιμοποιούν επικίνδυνες αλκαλικές ενώσεις ως διαλύματα ηλεκτρολύτη.βασίζονται στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης που χρησιμοποιούν τα φυτά για να μετατρέψουν το φως του ήλιου σε χημική ενέργεια.Ενώ τα φυσικά συστήματα για αυτό είναι πολύ αργά και τεχνητά συστήματα που μιμούνται αρχικά είχαν αποτελεσματικότητα μικρότερη από 1% όταν άρχισαν οι έρευνες σε αυτά το 1972 στην Ιαπωνία, οι νέες διαδικασίες αυξάνουν τα επίπεδα παραγωγής υδρογόνου.Οι Ιάπωνες ερευνητές το 2007 άρχισαν να επικαλύπτονται ηλεκτρόδια κατασκευασμένα από υδρογονωμένο μικροκρυσταλλικό πυρίτιο με νανοσωματίδια πλατίνας, τα οποία αύξησαν περαιτέρω τη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής των ηλεκτροδίων και την καταλυτική τους ικανότητα στη διάσπαση του νερού.

Παρόμοια έρευνα στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) στις Ηνωμένες Πολιτείες στοχεύει τα ποσοστά μετατροπής της απόδοσης της απόδοσης του υδρογόνου κατά 14% το 2015 με αυξημένη ανθεκτικότητα των ηλεκτροδίων από 1.000 ώρες το 2005 σε 20.000 ώρες το 2015.Καθώς αυξάνεται αυτή η απόδοση, το αντίστοιχο κόστος παραγωγής καυσίμων υδρογόνου μειώνεται, με ένα κόστος ΗΠΑ (USD) ανά χιλιόγραμμο ($/kg) κόστος παραγωγής H

2

το 2005 στα 360 δολάρια/kg κάτω από $ 5/kg το 2015. Ακόμα καιΣε αυτό το επίπεδο, η διάσπαση του νερού για την παραγωγή υδρογόνου εξακολουθεί να είναι τρεις έως δέκα φορές πιο ακριβό από τη δημιουργία καυσίμων με βάση το υδρογόνο από την αναμόρφωση του φυσικού αερίου.Η έρευνα εξακολουθεί να έχει κάποια απόσταση για να προχωρήσει πριν είναι ανταγωνιστική οικονομικά με τον καθιερωμένο ενεργειακό τομέα.