Электролизер без мембраны расщепляет воду
Друзья, с момента основания проекта прошло уже 20 лет и мы рады сообщать вам, что сайт, наконец, переехали на новую платформу.
Какое-то время продолжим трудится на общее благо по адресу
На новой платформе мы уделили особое внимание удобству поиска материалов.
Особенно рекомендуем познакомиться с работой рубрикатора.
Спасибо, ждём вас на N-N-N.ru
Исследователям из Швейцарии удалось понизить стоимость электролиза воды на стоимость изготовления мембраны для электролизера – они разработали устройство, способно работать без мембраны.
В электролизере обычной конструкции, на катоде которого выделяется кислород, а на аноде – вода, катодное и анодное пространство обычно бывает разделено ионопроводящей полимерной мембраной.
Одной из главных функций, которую выполняет эта мембрана, является предотвращение смешения водорода и кислорода и, следовательно, образования гремучей смеси, способной взорваться.
Однако, такие полимерные мембраны, которые чаще всего изготавливают из полимера нафиона дороги в производстве и требуют регулярной замены. Еще одним обстоятельством, удорожающим электролиз является то, что такие мембраны устойчивы лишь в сильнокислой среде, а это предъявляет дополнительные условия для материала электролизера и электродов.
В новой работе Деметри Псалтис (Demetri Psaltis) из Швейцарского федерального технологического института Лозанны описывают создание электролизера, для работы которого мембрана не требуется.
В новом устройстве на два параллельно ориентированных электрода нанесены катализаторы, способствующие выделению кислорода и водорода. Зазор между электродами составляет всего несколько сотен микрометров, и именно такая близость электродов и является ключом к работе системы.
Когда электролит протекает между пластинами, покрытыми катализаторами, на соответствующих электродах происходит выделение водорода и кислорода. Эти газы не смешиваются, так как подъемные силы, которые действуют в разделяющем электроды узком проходе, толкают водород и кислород по направлению к тем электродам, на которых они выделились – это явление известно как эффект Сегре-Зильберберга (Segré–Silberberg effect).
В конечном итоге каждый из продуктов электролиза может быть собран с помощью своего собственного выхода. Как отмечает один из участников исследования Мохаммед Хашеми (Mohammad Hashemi),
на эффективность разделения оказывает влияние скорость течения электролита, причем при наиболее эффективном разделении содержание водорода в кислороде менее 4%, это ниже границ содержания водорода в «гремучей смеси» и такая смесь кислород/водород уже не взорвется.
Комментируя результаты исследования, Хан Гарденьер (Han Gardeniers), изучающий в Университете Твенте (Нидерланды) миниатюризированный химический синтез, отмечает весьма элегантную идею создания нового устройства и не менее блестящую ее реализацию, он полагает, что удаление мембраны из конструкционной схемы электролизера позволяет решить сразу целый ряд задач по созданию дешевых систем электролиза воды.
В настоящее время сконструированное швейцарскими исследователями микрокапиллярное устройство хорошо демонстрирует принципиальную возможность безмембранного электролиза, и в настоящее время исследователи пытаются масштабировать установку.
- Источник(и):
-
1. chemport.ru
- Войдите на сайт для отправки комментариев