Heute ist der Tag, an dem sich das Livermore Laboratory in den USA vorbereitet eine Ankündigung außergewöhnlich auf Kernfusion, aber ich rate zu Vorsicht und trotzdem viel Geduld. Wir reden darüber, wenn es fertig ist, wir wollen keinen Gerüchten nachjagen (zumindest zum Thema).
Es gibt so viel zu sagen über bereits offizielle Entdeckungen! Beispielsweise geben RMIT-Forscher bekannt, dass sie eine Produktion von freigeschaltet haben grüner Wasserstoff billiger und energieeffizienter mit einer neuen Elektrolysetechnik, die durch Schallwellen verstärkt wird.
Wenn diese hochfrequenten Schallwellen aktiv sind, produziert die Standard-Elektrolyse grünen Wasserstoff 14-mal einfacher und schneller. Nicht schlecht, äh, das Warten auf die „unendliche“ Energie.
Der lange Marsch
Grüner Wasserstoff versucht sich (mit einigem Aufwand, muss man sagen) zu einem wichtigen Bezugspunkt unter den emissionsfreien Kraftstoffen zu entwickeln. Zu seinen Stärken gehört die Tatsache, dass es eine höhere Elektronendichte "tragen" und eine schnelle Wiederauffüllung unterstützen kann.
Grüner Wasserstoff wird, wie Sie wissen, durch Elektrolyse erzeugt: Aufspalten von Wassermolekülen in Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung erneuerbarer Energie, um jedes Gas zu einer anderen Elektrode zu ziehen, wo der Wasserstoff eingefangen, komprimiert und gespeichert werden kann.
Warum funktioniert dieser Prozess so viel besser, wenn er hochfrequenten (10 MHz) Schallwellen ausgesetzt wird?
Laut einem kürzlich in der Zeitschrift Advanced Energy Materials veröffentlichten Forschungsbericht gibt es mindestens drei Gründe (Ich verlinke es hier).
zuerst: Die Vibration des Wassers, das hochfrequenten Schallwellen ausgesetzt ist, hat den Effekt, die Wassermoleküle, die den Elektroden am nächsten sind, zu "peitschen" und sie aus den tetraedrischen Netzwerken zu schütteln, in denen sie sich anzusiedeln neigen. Dadurch entstehen mehr „freie“ Wassermoleküle, die die Elektroden besser kontaktieren können.
Zweite, Da sich die abgeschiedenen Gase in Form von Blasen an jeder Elektrode ansammeln, setzen die Vibrationen die Blasen frei, die den Kontakt der Elektrode mit dem restlichen Wasser "verriegeln" und die Reaktion begrenzen.
dritte, helfen auch hochfrequente Schallwellen, indem sie Hydronium (positiv geladene Wasserionen) erzeugen und Konvektionsströme erzeugen, die beim Stoffaustausch helfen.
Die Untersuchung von Schallwellen und grünem Wasserstoff
In ihren Experimenten entschied sich das Forschungsteam dafür, Elektroden zu verwenden, die normalerweise eher schlecht funktionieren. Indem er sich für relativ billigere Goldelektroden entschied, "brüskierte" er die allgemein verwendeten (Platin oder Iridium, selten und teuer). Der Elektrolyt war auch "flacher", pH-neutraler, während er normalerweise stark sauer oder basisch ist, um die Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern.
Kein Problem: Das wollten die Wissenschaftler beweisen. Als das Team die hochfrequenten Schallwellen aktivierte, stiegen Stromdichte und Reaktionsgeschwindigkeit um den bemerkenswerten Faktor 14.
Wohlgemerkt: Es ist nicht eine Situation, in der für eine gegebene Energiemenge, die einem Elektrolyseur zugeführt wird, 14-mal mehr Wasserstoff gewonnen wird. Es ist eine Situation, in der Wasser 14-mal schneller und einfacher in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Und es wirkt sich immer noch beeindruckend auf die Gesamteffizienz aus.
Wie viel genau?
"Mit unserem Hochfrequenz-Schallwellenverfahren können wir die Umwandlungseffizienz verbessern, was zu einer Nettoenergieeinsparung von 27 % führt." Zu sagen, es ist der Professor Leslie Yeo, einer der Hauptermittler.
Zusammenfassend? Schnellere Reaktionen, Energieeinsparungen und kostengünstige Materialien und Elektrolyte. Drei entscheidende Faktoren, die dazu beitragen werden, den Preis für grünen Wasserstoff zu senken.
Der lange Marsch geht weiter.
