Wat is water splitsen?

Watersplitsing is het proces van het afbreken van de chemische verbinding van water in zijn samenstellende elementen van waterstof en zuurstof.Er zijn veel benaderingen voor het splitsen van water, de meest voorkomende onder hen zijn elektrolyse, waarbij een elektrische stroom door water wordt geleid om waterstof- en zuurstofionen te produceren.Hoewel veel methoden voor het splitsen van water niet energiezuinig zijn in termen van de energie die nodig is om waterstof en zuurstof te scheiden van water versus de energie die later kan worden afgeleid van de zuivere waterstof voor brandstof, wordt het proces niettemin gezien als een potentieel alternatief voor het vervangen van eenAfhankelijkheid van fossiele brandstoffen.Toepassingen met behulp van zonne -energie en nieuwe chemische katalysatoren om water te splitsen, bieden een veelbelovende methode voor het produceren van hernieuwbare netto -energiewinsten zonder de uitstoot van broeikasgassen of andere verontreinigende stoffen te produceren.zoals windenergie, worden nu gebruikt om elektrische stroom te genereren in nieuwe vormen van elektrolyse.Het doel is om een watersplitsingssysteem te creëren dat volledig wordt gevoed door hernieuwbare energiebronnen, zoals zonlicht, waardoor waterstofproductie concurrerend is tegen fossiele brandstoffen.De uitdaging in het proces was het ontwikkelen van elektroden die zijn gemaakt van goedkope en duurzame materialen.Kobalt- en nikkelboraatverbindingen zijn gevonden om een verhoogde efficiëntie te bieden en ze zijn goedkoop en gemakkelijk te produceren.Hoewel deze nieuwe elektrodeverbindingen veilig zijn in commerciële producerende systemen voor het produceren van zonne-brandstoffen, kunnen ze nog niet concurreren met de efficiëntie van industriële elektrolysemethoden die gevaarlijke alkaliverbindingen gebruiken als elektrolytoplossingen.

Watersplitsingsmechanismen die de meeste belofte bieden in termen van energieverkopingzijn gebaseerd op het fotosyntheseproces dat planten gebruiken om zonlicht om te zetten in chemische energie.Hoewel natuurlijke systemen hiervoor zeer langzaam zijn en kunstmatige systemen die het nabootsen, had het aanvankelijk een efficiëntie van minder dan 1% toen onderzoek in 1972 in Japan begon, verhogen nieuwe processen de productieniveaus van waterstof.Japanse onderzoekers begonnen in 2007 te coaten elektroden gemaakt van gehydrogeneerd microkristallijn silicium met nanodeeltjes van platina, die de stabiliteit en levensduur van de elektroden en hun katalytische vermogen bij watersplitsing verder verhoogden.

Soortgelijk onderzoek bij het National Renewable Energy Laboratory (NREL) in de Verenigde Staten richt zich op zonne -energie naar waterstofefficiëntie -conversiepercentages van 14% in het jaar 2015 met een verhoogde duurzaamheid van elektroden van 1.000 uur in 2005 tot 20.000 uur in 2015.Naarmate deze efficiëntie toeneemt, nemen de overeenkomstige kosten voor het produceren van waterstofbrandstoffen af, met een US dollar (USD) per kilogram ($/kg) kosten voor het produceren van H

2

in 2005 bij $ 360/kg naar $ 5/kg in 2015. Zelfs zelfsOp dit niveau is het splitsen van water om waterstof te produceren nog steeds drie tot tien keer duurder dan het genereren van brandstoffen op waterstofgebaseerde uit de hervorming van aardgas.Het onderzoek heeft nog enige afstand te gaan voordat het economisch concurrerend is met de gevestigde energiesector.