Công nghệ điện phân nước tiên tiến sản xuất năng lượng hydro xanh

Cuộc cách mạng hydro: Những trở ngại lớn

Ảnh minh họa. https://kinhtexaydung.petrotimes.vn

Công nghệ điện phân nước màng trao đổi proton (PEMWE), hiện đang có mặt ở một số quốc gia tiên tiến nắm giữ công nghệ vật liệu cốt lõi và sử dụng chất xúc tác gốc kim loại quý đắt tiền và màng trao đổi proton dựa trên perfluorocarbon. Công nghệ như vậy dẫn đến chi phí sản xuất hệ thống cao.

Để giải quyết những hạn chế này của công nghệ thông thường, một nhóm nghiên cứu ở Hàn Quốc gần đây đã phát triển công nghệ cốt lõi cho hệ thống điện phân nước thế hệ tiếp theo, giúp cải thiện đáng kể độ bền và hiệu suất đồng thời giảm đáng kể chi phí sản xuất năng lượng hydro xanh.

Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST, Chủ tịch Yoon, Seok-Jin) đã công bố dự án dưới sự hợp tác nghiên cứu giữa nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ So Young Lee tại Trung tâm Nghiên cứu Tế bào Nhiên liệu và Hydro, dưới sự chỉ đạo của Giáo sư Young Moo Lee của Khoa Kỹ thuật Năng lượng, Đại học Hanyang, một cụm điện cực màng (MEA) cho máy điện phân nước màng trao đổi anion (AEMWE) được phát triển dự kiến ​​sẽ thay thế công nghệ PEMWE hiện có đắt tiền.

AEMWE, sử dụng màng trao đổi anion và chất kết dính điện cực, không phụ thuộc vào các điện cực kim loại nhóm bạch kim đắt tiền và thay thế vật liệu tấm phân tách của tế bào điện phân nước bằng sắt thay vì titan. Khi so sánh giá riêng của chất xúc tác và vật liệu phân tách, chi phí sản xuất giảm khoảng 3.000 lần so với PEMWE hiện có. Tuy nhiên, nó không được sử dụng cho mục đích thương mại do hiệu suất thấp so với PEMWE và các vấn đề về độ bền dưới 100 giờ hoạt động liên tục.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển vật liệu trao đổi anion gốc poly (fluorenyl-co-aryl piperidinium) (PFAP) (màng điện phân và chất kết dính điện cực) với độ dẫn và độ bền ion cao trong điều kiện kiềm bằng cách tăng diện tích bề mặt cụ thể trong cấu trúc, và dựa trên điều này công nghệ một cụm điện cực màng đã được phát triển. Vật liệu được phát triển thể hiện độ bền tuyệt vời trong hơn 1.000 giờ hoạt động và đã đạt được hiệu suất tế bào kỷ lục mới là 7,68 A / cm2. Đây là khoảng sáu lần hiệu suất của các vật liệu trao đổi anion hiện có và khoảng 1,2 lần so với công nghệ PEMWE thương mại đắt tiền (6 A / cm2).

Công nghệ đã khắc phục được các vấn đề về hiệu suất và độ bền của các vật liệu cốt lõi được chỉ ra là hạn chế trong công nghệ AEMWE cho đến nay, và đã nâng chất lượng của công nghệ lên mức cho phép thay thế công nghệ PEMWE. Ngoài hiệu suất và độ bền tuyệt vời, việc thương mại hóa các vật liệu màng trao đổi anion đã được phát triển đã được tiến hành với sự kết hợp của các ứng dụng có công suất lớn và diện tích lớn.

Tiến sĩ So Young Lee của KIST cho biết "nhóm của họ đã phát triển một vật liệu và công nghệ hiệu quả cao vượt qua những hạn chế của công nghệ điện phân nước hiện có. Công nghệ này được kỳ vọng sẽ đặt nền tảng cho việc giới thiệu công nghệ điện phân nước thế hệ tiếp theo, cho phép giảm đáng kể chi phí liên quan đến sản xuất hydro xanh. "

Giáo sư Young Moo Lee của Đại học Hanyang giải thích rằng "vật liệu được phát triển có tiềm năng ứng dụng cao làm vật liệu cốt lõi cho không chỉ điện phân nước mà còn cho pin nhiên liệu hydro, sử dụng thu giữ carbon và pin nhiên liệu amoniac trực tiếp là những sản phẩm tiếp theo cho công nghiệp sản xuất hydro".

https://kinhtexaydung.petrotimes.vn

Chivy