Ett team av Stanford-forskare letar efter ett nytt recept för vätebränsle och har presenterat ett proof of concept. Ingredienserna i receptet är saltvatten, elektroder och solenergi. proof of concept visar separeringen av väte och syrgas från havsvatten med hjälp av elektricitet. Jämfört med befintliga metoder som bygger på att få vätgas från renat vatten är det mycket ekonomiskt.
Processen som används för att bryta ner ämnen som vatten till väte och syre kallas elektrolys. Tekniken är hundratals år gammal och var först banbrytande av den brittiske legenden Michael Faraday. Hans två elektrolyslagar från 1834 fortsätter att vägleda forskare idag. När de utför elektrolys ansluter forskare två elektroder nedsänkta i vatten till en strömkälla. Väte kan samlas upp vid katoden medan syre samlas upp vid anoden.
Detta fungerar för sötvatten, men saltvatten blir lite svårt. Saltvatten är svårt eftersom det kan korrodera elektroderna under denna process med klorid, vilket kraftigt minskar systemets livslängd. Honjie Dai, en kemiprofessor vid Stanford, svarade på detta genom att införa en förändring av materialen.
Teamet fann att om anoden var täckt av negativa laddningar, stötte det resulterande lagret bort kloriden och ändrade nedbrytningshastigheten för materialet under den. Teamet kom fram till en kärna av nickelskum, och ovanpå det bildades lager av nickel-järnhydroxid och sedan nickelsulfid. Skummet fungerar som en ledare medan nickel-järnhydroxiden börjar elektrolysen.
Utan att använda de negativa laddningarna på anoden, fungerade detta system endast i totalt 12 timmar. Michael Kenney, en doktorand i Dai-labbet och medförfattare till tidningen, sa: ‘Hela elektroden faller isär. Men med det här lagret kan det pågå mer än tusen timmar.
Systemet fungerar perfekt med vanligt sötvatten, men resursfrågan är det som fick laget att använda saltvatten. Dai sa: ‘Du behöver så mycket väte att det inte är tänkbart att använda renat vatten. Vi har knappt tillräckligt med vatten för våra nuvarande behov i Kalifornien.’ Å andra sidan är saltvatten en lovande lösning.
Dai sa vidare, “Om vi hade en kristallkula för tre år sedan, skulle det ha gjorts på en månad.” proof of concept ger oändliga möjligheter. Till exempel kan en djuphavsdykare stanna under vattnet under en obegränsad tid, precis som en ubåt. Dai sa också: ‘Man skulle kunna använda dessa element i befintliga elektrolysersystem, och det kan vara ganska snabbt. Det är inte som att börja från början, det är mer som att börja från 80 eller 90 procent.’
Från och med nu är Dai och hans team fokuserade på att förbättra proof of concept.
