دانشمندان روشی مقیاس‌پذیر برای استخراج کارآمد هیدروژن از آب دریا معرفی کردند

دانشمندان روش جدیدی را معرفی کرده‌اند که می‌تواند به طور موثر هیدروژن را از آب دریا استخراج کند. این روش که توسط محققان دانشگاه شارجه توسعه داده شده است، روشی پاک برای دریافت مستقیم هیدروژن از آب دریا بدون نیاز به نمک‌زدایی ارائه می‌دهد.

کد خبر: ۱۲۷۰۷۷۵

شنبه - ۱۷ خرداد ۱۴۰۴ / June 07, 2025

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، دانشمندان روش جدیدی را معرفی کرده‌اند که می‌تواند به طور موثر هیدروژن را از آب دریا استخراج کند. این روش که توسط محققان دانشگاه شارجه توسعه داده شده است، روشی پاک برای دریافت مستقیم هیدروژن از آب دریا بدون نیاز به نمک‌زدایی ارائه می‌دهد. این روش می‌تواند برای مناطق ساحلی خشک موثر باشد.

الکترود چند لایه و مهندسی شده در ریزمحیط آنها در برابر خوردگی و تخریب عملکرد که معمولاً توسط یون‌های کلرید در الکترولیز سنتی آب دریا ایجاد می‌شود، مقاومت می‌کند.

محققان در آزمایش خود، هیدروژن را بدون حذف نمک‌های معدنی موجود در آب دریا یا افزودن هرگونه ماده شیمیایی، با موفقیت استخراج کردند.

ادغام استراتژیک کربنات

این مطالعه که در مجله Small منتشر شده است، از ادغام استراتژیک جایگاه‌های باز لوئیس کربنات (CO₃2⁻) که بر روی یک هیدروکسید دوگانه لایه‌ای کبالت (Co LDH) تعبیه شده در یک نانوساختار NiBOx که توسط یک ریزآرایه Ni(OH)₂/NF پشتیبانی می‌شود، استفاده می‌کند.

تیم تحقیقاتی نشان داد که ترکیب بور در ماتریس Ni-OOH یک فیلم متابورات محافظ تشکیل می‌دهد که از انحلال فلز و تشکیل اکسید غیر رسانا جلوگیری می‌کند و در نتیجه مقاومت در برابر خوردگی کلکتور جریان را در شرایط آب شور دریا افزایش می‌دهد. دکتر تنویر الحق، استادیار گروه شیمی دانشگاه شارجه و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت

ما یک الکترود چند لایه جدید ایجاد کردیم که می‌تواند هیدروژن را مستقیماً از آب دریا به طور موثر و پایدار استخراج کند. روش‌های سنتی با مشکلات زیادی روبرو هستند، عمدتاً خوردگی و تخریب عملکرد ناشی از یون‌های کلرید در آب دریا.

الکترود سفارشی بر چالش‌های متعدد غلبه می‌کند

این الکترود سفارشی با ایجاد یک ریزمحیط محافظ و واکنش‌پذیر که عملکرد را افزایش می‌دهد و در عین حال در برابر آسیب مقاوم است، بر چالش‌های متعددی غلبه می‌کند. طراحی

آند پیشرفته جدید محققان، چگالی جریان قابل قبول صنعتی 1.0 آمپر بر سانتی‌متر مربع را در 1.65 ولت تحت شرایط استاندارد به دست می‌آورد که گامی مهم به سوی تولید هیدروژن مقیاس‌پذیر و بدون نیاز به نمک‌زدایی، مستقیماً از آب دریا است. محققان در این مطالعه گفتند: «باز لوئیس CO₃2⁻ که به صورت کووالانسی روی مکان‌های فعال Co عامل‌دار شده است، یک برهمکنش پویا ایجاد می‌کند که به طور مداوم مولکول‌های آب را در حین جداسازی یون‌های H+ تجزیه می‌کند و یک ریزمحیط اسیدی موضعی ایجاد می‌کند. این اسیدی شدن، سینتیک OER را افزایش می‌دهد و در برابر حمله کلرید و تشکیل رسوب محافظت می‌کند و موانع کلیدی پایداری و کارایی در الکترولیز مستقیم آب دریا را برطرف می‌کند.»

با حذف نیاز به آب شیرین و نمک‌زدایی پرمصرف، این فناوری می‌تواند مزارع هیدروژنی خورشیدی را در مناطق ساحلی خشک مانند مناطق امارات متحده عربی، که در آن‌ها آب دریا و نور خورشید فراوان اما آب شیرین کمیاب است، راه‌اندازی کند. به گزارش Engineering & Technology، اگر این سیستم به درستی در مقیاس بزرگ توسعه یابد، می‌تواند تولید مقادیر زیادی «هیدروژن سبز» را که از طریق الکترولیز با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر تولید می‌شود، آسان‌تر کند .

یوسف هایک، استاد مهندسی مکانیک و هسته‌ای در دانشگاه شارجه و نویسنده مسئول این مطالعه، اظهار داشت که سیستم جدید، هیدروژن را با نرخ‌های مناسب صنعتی - ۱ آمپر در هر سانتی‌متر مربع - با ورودی انرژی کم تولید می‌کند.

این می‌تواند انقلابی در نحوه تفکر ما در مورد تولید هیدروژن در مناطق ساحلی، به ویژه در کشورهای خشکی مانند امارات متحده عربی، که در آن آب شیرین محدود است اما نور خورشید و آب دریا فراوان است، ایجاد کند. به گزارش SciTechDaily، قدرت این فناوری در ساختار پیشرفته و چندلایه الکترود نهفته است که نه تنها در برابر شرایط سخت آب دریا مقاومت می‌کند، بلکه در آن نیز رشد می‌کند .