Vad är vattendelning?

Vattendelning är processen att bryta ner den kemiska föreningen av vatten i dess beståndsdelar av väte och syre.Det finns många tillvägagångssätt för vattendelning, de vanligaste bland dem är elektrolys, där en elektrisk ström passeras genom vatten för att producera väte- och syrejoner.Även om många metoder för vattendelning inte är energieffektiva när det gäller den energi som krävs för att separera väte och syre från vatten kontra den energi som kan härledas senare från det rena väte för bränsle, ses processen ändå som ett potentiellt alternativ till att ersätta enBeroende av fossila bränslen.Applikationer som använder solenergi och nya kemiska katalysatorer för att dela vatten erbjuder en lovande metod för att producera förnybara nettoenergivinster utan att producera utsläpp av växthusgaser eller andra föroreningar i processen.

Fotokatalytisk vattendelning med hjälp av ljusets energi eller använder andra förnybara energikällorsåsom vindkraft används nu för att generera elektrisk ström i nya former av elektrolys.Målet är att skapa ett vattendelningssystem som helt drivs av förnybara energikällor, såsom solljus, vilket gör väteproduktionen konkurrenskraftig mot fossila bränslen.Utmaningen i processen har varit att utveckla elektroder som är gjorda av billiga och hållbara material.Kobolt- och nickelboratföreningar har visat sig erbjuda ökad effektivitet och de är billiga och enkla att tillverka.Även om dessa nya elektrodföreningar är säkra i kommersiella solbränsleproducerande system, kan de ännu inte konkurrera med effektiviteten i industriella elektrolysmetoder som använder farliga alkaliföreningar som elektrolytlösningar.är baserade på processen med fotosyntes som växter använder för att omvandla solljus till kemisk energi.Medan naturliga system för detta är mycket långsamma och konstgjorda system som efterliknar det initialt hade en effektivitet på mindre än 1% när forskningen började om dem 1972 i Japan ökar nya processer väteproduktionsnivåer.Japanska forskare började 2007 beläggning av elektroder gjorda av hydrat mikrokristallint kisel med nanopartiklar av platina, vilket ytterligare ökade stabiliteten och livet för elektroderna och deras katalytiska förmåga vid vattendelning.

Liknande forskning vid National Renewable Energy Laboratory (NREL) i USA riktar sig till solen till väteffektivitetskonverteringsgraden på 14% under 2015 med en ökad hållbarhet av elektroder från 1 000 timmar 2005 till 20 000 timmar 2015 också.När denna effektivitet ökar minskar motsvarande kostnad för att producera vätebränslen, med en US -dollar (USD) per kilogram ($/kg) för att producera H

2

2005 till $ 360/kg ner till $ 5/kg 2015. ÄvenPå denna nivå är vattendelning för att producera väte fortfarande tre till tio gånger dyrare än att generera vätebaserade bränslen från reformeringen av naturgas.Forskningen har fortfarande ett visst avstånd att gå innan den är konkurrenskraftig ekonomiskt med den etablerade energisektorn.