Топливные элементы улучшит литий

Опубликовано: 25.06.2022

Расщепление воды — чистый способ производства водорода, которое будет по мнению многих топливом будущего. Ученые из Научно-исследовательского института энергетических технологий в Цукубе, Япония сделали доклад в ChemSusChem о процесса, который использует химическую энергию произвести и водород, и электричество. Исследователи, возглавляемые Хаочен Чжоу (Haoshen Zhou), видят использование этого процесса в топливных элементах для мобильных применений.

Транспортные средства и устройства на основе ископаемого топлива неэффективны, и водород часто предлагался как путь для выхода из этого тупика. Однако, производство водорода может привести к большой эмиссии углекислого газа. Один из способов избегать этого недостатка состоит в том, чтобы использовать энергию солнечного света; сначала сохранив энергию в химических объектах, а затем выпуская сохраненную энергию в прямых реакциях в топливных элементах, которые вырабатывают энергию для мобильных устройств.

Большинство людей видело, как их преподаватель химии средней школы демонстрирует бурную реакцию между натрием и водой, в которой очень мало натрия. Металлы, которые демонстрируют это поведение, — часть щелочных металлов, которая также включает калий, цезий, и литий. Доктор Чжоу и его команда сообщают, что, реакция между литием и водой в закрытой системе достигает одновременно две цели: химическая реакция производит ток и водород в управляемых условиях.

Закрытая система топливного элемента имеет два отсека, разделенные мембраной: один отсек содержит литий (анод) в органическом растворителе, в то время как другой содержит электролит с электродом (катод). После реакции ток производится электронами от окисления лития и течет от анода к катоду. Когда электроны достигают катода, они расщепляют воду до водорода.

Управление током также управляет генерацией водорода в элементе. Другой привлекательный аспект этой технологии — то, что литий может быть произведен из решений для соли (например, морская вода) при использовании солнечного света. Другими словами, энергия от солнца может быть «сохранена» в металле, а затем использовалась по требованию, реакцией лития в топливном элементе. Перезарядка батареи была бы вопросом замены в литиевой металлической ячейке.

Чжоу говорит, «Литий, который уже широко используется в различных литиевых батареях и будет также применен в литиевом-воздушном топливном элементе в будущем, может заставить человечество войти в новую литиевую эпохк.» Результаты, демонстрируемые исследователями из Цукуба позволяют использование солнечного света, чтобы в конечном счете произвести электричество так же как водород, и могут внести свой вклад в дальнейшее развитие улучшению образа жизни через технологию.