Пенсильвания университетинин изилдөөчүлөр тобунун айтымында, күндүн, шамалдын жана деңиздин күчү жакында биригип, экологиялык жактан таза суутек отун чыгарышы мүмкүн. Команда сууну тазалоо технологиясын жаңы эксперименталдык долбоорго киргизди деңиз суу электролизери, ал суу молекулаларындагы суутек менен кычкылтекти бөлүп алуу үчүн электр тогун колдонот.
Каппа жана Эван Пью университетинин профессору Брюс Логандын айтымында, экологиялык инженерия профессору, "деңиз суусун бөлүүнүн" бул жаңы ыкмасы шамалдын жана күндүн энергиясын сакталуучу жана көчмө отунга айландырууну жеңилдетет.
"Суутек - бул эң сонун отун, бирок сиз аны алышыңыз керек" деди Логан. - Мунун бирден-бир туруктуу жолу - кайра жаралуучу энергияны колдонуу жана аны суудан өндүрүү. Ошондой эле адамдар башка максаттар үчүн колдонгусу келбеген сууну колдонушуңуз керек, бул деңиз суусу болмок. Ошентип, суутек өндүрүшүнүн Ыйык Граалы жээк жана деңиз чөйрөлөрүндө табылган деңиз суусун, шамалды жана күн энергиясын бириктириши керек болчу."
Деңиз суусунун көптүгүнө карабастан, ал көбүнчө сууну бөлүү үчүн колдонулбайт. Эгерде суу электролизерге куюлганга чейин тузсуздандырылбаса - кымбат кошумча кадам - деңиз суусунун курамындагы хлор иондору уулуу хлор газына айланат, ал жабдууларды бузуп, айлана-чөйрөгө сиңет.
Мунун алдын алуу үчүн, изилдөөчүлөр алгач тескери осмос (RO) менен дарылоодо сууну тазалоо үчүн иштелип чыккан ичке, жарым өткөргүч мембрананы салышкан. Тескери осмос мембранасы көбүнчө электролизерлерде колдонулган ион алмашуу мембранасын алмаштырды.
"Тескери осмостун идеясы - сиз сууга чындап эле катуу басым жасап, аны мембрана аркылуу түртүп, хлор иондорун артта калтырасыз" деди Логан.
Электролизерде деңиз суусу мындан ары тескери осмос мембранасы аркылуу өтпөйт, бирок ал тарабынан кармалып калат. Мембрана тышкы кубат булагына туташтырылган эки сууга чөккөн электроддун – оң заряддуу анод менен терс заряддуу катоддун жанында пайда болгон реакцияларды бөлүү үчүн колдонулат. Кубат күйгүзүлгөндө, суу молекулалары аноддо бөлүнүп, протондор деп аталган кичинекей суутек иондорун чыгарып, кычкылтек газын пайда кыла баштайт. Андан кийин протондор мембрана аркылуу өтүп, катоддо электрондор менен биригип, суутек газын пайда кылышат.
Орнотулган тескери осмос мембранасы менен деңиз суусу катод тарабында калат жана хлор иондору мембранадан өтүп анодго өтө албай, хлор газынын пайда болушуна тоскоол болот.
Бирок сууну бөлүүдө, Логан белгилегендей, башка туздар аны өткөргүч кылуу үчүн сууда атайылап эрийт. Иондорду электр заряды боюнча чыпкалоочу ион алмашуу мембранасы ал аркылуу туз иондорунун өтүшүнө шарт түзөт. Эч кандай тескери осмос мембранасы жок.
Чоңураак иондордун кыймылы RO мембранасы менен чектелгендиктен, изилдөөчүлөр тешикчелер аркылуу кыймылдаган кичинекей протондор жогорку электр тогун кармап турууга жетиштүүбү же жокпу, текшериши керек болчу.
Бир катар эксперименттерде изилдөөчүлөр коммерциялык жактан жеткиликтүү болгон эки тескери осмос мембранасын жана системадагы бардык оң заряддуу иондордун кыймылына мүмкүндүк берген ион алмашуу мембранасынын бир түрүн сынашкан. Алардын ар бири иондордун кыймылына мембрананын туруктуулугу боюнча сыналган. Реакцияларды аяктоо үчүн керектелүүчү энергиянын көлөмү да эсептелген, газ абалындагы суутектин жана кычкылтектин пайда болушу көзөмөлдөнгөн, хлор иондору менен өз ара аракеттешүүсү жана мембрананын бузулушу анализденген.
Окумуштуулар жакында деңиз суусунун электролизи боюнча изилдөөлөрдү улантуу үчүн Улуттук Илим Фондунан (NSF) 300 000 доллар грант алышты. Логан алардын изилдөөлөрү дүйнө жүзү боюнча көмүр кычкыл газынын эмиссиясын азайтууда чечүүчү ролду ойнойт деп үмүттөнөт.
Ошондой эле окуңуз:
- TSMC: 2021-жылы 3нм процессорлордун сыноо көчүрмөлөрү пайда болот
- Тартылуу ааламдын бирдейлигин шарттайт