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).
Über bereits offizielle Entdeckungen gibt es so viel zu sagen! Beispielsweise geben Forscher am RMIT 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, erzeugt die Standardelektrolyse 14-mal einfacher und schneller grünen Wasserstoff. Nicht schlecht, eh, auf die „unendliche“ Energie zu warten.
Der lange Marsch
Grüner Wasserstoff versucht (zugegebenermaßen mit einigen Schwierigkeiten), ein wichtiger Bezugspunkt unter den emissionsfreien Kraftstoffen zu werden. Zu seinen Stärken gehört die Tatsache, dass es eine größere Elektronendichte „tragen“ und eine schnelle Wiederauffüllung unterstützen kann.
Wie Sie wissen, entsteht grüner Wasserstoff durch Elektrolyse: Dabei werden Wassermoleküle mithilfe erneuerbarer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten, um jedes Gas an eine andere 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 wird, hat den Effekt, dass die Wassermoleküle, die den Elektroden am nächsten sind, „gepeitscht“ werden und aus den tetraedrischen Netzwerken herausgeschüttelt werden, in denen sie sich absetzen. Dadurch entstehen mehr „freie“ Wassermoleküle, die besser mit den Elektroden in Kontakt kommen können.
Zweite, Da sich die abgetrennten Gase in Form von Blasen an jeder Elektrode sammeln, werden durch die Vibrationen die Blasen freigesetzt, die den Kontakt der Elektrode mit dem restlichen Wasser „blockieren“ und die Reaktion begrenzen.
dritteHochfrequente Schallwellen helfen auch, indem sie Hydronium (positiv geladene Wasserionen) erzeugen und Konvektionsströme erzeugen, die den Stofftransport unterstützen.
Die Untersuchung von Schallwellen und grünem Wasserstoff
In ihren Experimenten entschied sich das Forschungsteam für die Verwendung von Elektroden, die normalerweise eine recht schlechte Leistung erbringen. Indem er sich für Goldelektroden entschied, die relativ günstiger sind, „schiebte“ er die allgemein verwendeten (Platin oder Iridium, selten und teuer) „über den Haufen“. Der Elektrolyt war außerdem eher „unauffällig“ und hatte einen neutralen pH-Wert, 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 keine Situation, in der man für eine bestimmte Energiemenge, die in einen Elektrolyseur eingebracht wird, 14-mal mehr Wasserstoff erhält. Dabei wird Wasser 14-mal schneller und einfacher in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Und es hat immer noch einen beeindruckenden Einfluss auf die Gesamteffizienz.
Wie viel genau?
„Mit unserem Hochfrequenz-Schallwellenverfahren können wir die Umwandlungseffizienz verbessern, was zu einer Nettoenergieeinsparung von 27 % führt.“ Der Professor sagt es Leslie Yeo, einer der Hauptermittler.
In Summe? 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.
