Das Potenzial von Wasserstoff als saubere Energiequelle wird weltweit immer mehr erkannt und China macht auf diesem Gebiet bemerkenswerte Fortschritte. Während die Elektrolyse von Wasser mit erneuerbarer Energie für Schlagzeilen sorgt, sind chinesische Wissenschaftler noch einen Schritt weiter gegangen und haben Meerwasser direkt elektrolysiert, eine bahnbrechende Innovation.
Unter der Leitung des Wissenschaftlers Wang Erdong vom Dalian Institute of Chemical Physics, einer Zweigstelle der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, gab das Team kürzlich einen großen Erfolg bekannt: über 2000 aufeinanderfolgende Stunden stabile Wasserstoffproduktion aus Meerwasser. Ihr System zeichnet sich nicht nur durch seine Effektivität aus, sondern auch durch seine beeindruckende Energieeffizienz mit einem durchschnittlichen Gleichstromverbrauch von nur 4,04 kWh pro Kubikmeter Wasserstoff.
Die direkte Elektrolyse von Meerwasser mag einfach klingen, birgt jedoch erhebliche Herausforderungen. Das Meer ist eine komplexe Mischung verschiedener ionischer Elemente, darunter Chlorid-, Magnesium- und Kalziumionen. Es ist bekannt, dass diese Ionen unerwünschte Nebenreaktionen auslösen, die zu Problemen wie Chlorausfällung und Anlagenkorrosion führen, die die Zuverlässigkeit und Effizienz des Prozesses beeinträchtigen.
Um diese Herausforderungen zu meistern, verfolgte das Team einen umfassenden Ansatz. Sie führten umfangreiche Forschungen durch, entwickelten spezielle Materialien und entwarfen integrierte Systeme. Ihre Bemühungen konzentrierten sich auf die Katalysatorentwicklung, Elektrodenreaktionen und die Elektrolytregulierung.
Zu ihren Errungenschaften gehören die Entwicklung fortschrittlicher chlorbeständiger Elektroden für die Sauerstoffentwicklung, Elektroden, die die Ablagerung von Kalzium- und Magnesiumionen während der Wasserstoffentwicklung verhindern, ein hocheffizientes Elektrolyseur-Design, das auf Meerwasser zugeschnitten ist, und eine automatisierte Steuerungstechnologie für die Elektrolytkonzentration. Diese Innovationen sind nicht nur theoretisch; Das Team hat 17 Patentanmeldungen im Zusammenhang mit der Meerwasserelektrolyse eingereicht und so ein starkes Portfolio an geistigem Eigentum aufgebaut.
Besonders beeindruckend ist die Leistung ihrer Meerwasser-Elektrolyseanlage mit einer Kapazität von 1 Kubikmeter pro Stunde. Das Gerät nutzte natürliches Meerwasser aus dem Dalian-Meer und zeigte während seines 2000-stündigen Testlaufs hervorragende Ergebnisse: eine durchschnittliche Kammerspannung von 1,69 V, eine Energieeffizienz von 4,04 kWh pro Kubikmeter Wasserstoff und einen Sauerstoff-Chlor-Gehalt von weniger als 20 Teile pro Milliarde.
Angetrieben von ihrem Ehrgeiz arbeiten Wang Erdong und sein Team bereits an der nächsten Iteration. Ziel ist es, die Stromdichte des Elektrolyseurs bei gleicher Spannung zu verdoppeln und so seine Effizienz weiter zu steigern.
