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El proceso, conocido como electrólisis, utiliza una corriente continua entre dos electrodos sumergidos en un electrolito para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. El hidrógeno se forma en el cátodo o electrodo negativo y el oxígeno en el electrodo positivo o ánodo.
Producción de hidrógeno mediante electrólisis de agua de mar
Nuestro sistema de producción de hidrógeno mediante electrólisis de agua de mar aprovecha el abundante recurso del agua de mar para producir gas hidrógeno de alta pureza mediante el proceso de electrólisis. Al utilizar agua de mar como electrolito, nuestro sistema divide eficientemente las moléculas de agua en gases de hidrógeno y oxígeno cuando pasa una corriente eléctrica a través de él.
Combustible de hidrógeno del agua de mar
Nuestra tecnología de combustible de hidrógeno procedente de agua de mar aprovecha el abundante recurso del agua de mar para producir combustible de hidrógeno limpio y sostenible. Mediante un innovador proceso de electrólisis, extraemos gas hidrógeno del agua de mar, ofreciendo una alternativa renovable y respetuosa con el medio ambiente a los combustibles fósiles tradicionales.
Producción de hidrógeno a partir de agua de mar
Nuestra tecnología de producción de hidrógeno a partir de agua de mar aprovecha el vasto potencial del agua de mar para producir combustible de hidrógeno limpio y sostenible. Mediante un proceso avanzado de electrólisis, extraemos gas hidrógeno del agua de mar, ofreciendo una alternativa renovable y respetuosa con el medio ambiente a los combustibles fósiles tradicionales.
Desalinización Producción de Hidrógeno
Nuestro sistema de producción de hidrógeno por desalinización utiliza tecnología avanzada de electrólisis para extraer hidrógeno del agua de mar y al mismo tiempo desalinizar el agua. Este innovador sistema ofrece un método sostenible y eficiente para producir hidrógeno de alta pureza, abordando la creciente demanda mundial de fuentes de energía limpia.
Electrólisis del agua de mar para producir hidrógeno.
La generación de hidrógeno con agua de mar es un método innovador y sostenible de producir gas hidrógeno a partir de agua de mar. Este proceso utiliza tecnología avanzada de electrólisis para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, con agua de mar como fuente de agua.
Hacer hidrógeno a partir de agua de mar
Nuestro innovador sistema de producción de hidrógeno utiliza tecnología de última generación para extraer gas hidrógeno del agua de mar. Con un enfoque en la sostenibilidad y la eficiencia, nuestro sistema proporciona una solución confiable y ecológica para la producción de energía limpia.
Producir hidrógeno a partir de agua de mar
El equipo de producción de hidrógeno en agua de mar es un sistema de última generación diseñado para la generación de gas hidrógeno a partir de agua de mar mediante electrólisis, ofreciendo una fuente de hidrógeno sostenible y respetuosa con el medio ambiente para diversas aplicaciones industriales.
Industria Agua de Mar Hidrógeno
Nuestro innovador sistema industrial de hidrógeno de agua de mar está a la vanguardia de la tecnología de energía limpia, extrayendo gas hidrógeno de alta pureza del agua de mar mediante procesos avanzados de electrólisis. Con un enfoque en la sostenibilidad y la eficiencia, nuestro sistema ofrece una solución confiable y ecológica para la producción limpia de hidrógeno en diversas industrias.
Generación de hidrógeno en agua de mar
El equipo de generación de hidrógeno de agua de mar es un sistema especializado diseñado para la producción de gas hidrógeno a partir de agua de mar mediante electrólisis, ofreciendo una fuente de hidrógeno sostenible y renovable para diversas aplicaciones industriales.
El combustible de hidrógeno limpio es más fácil de producir a partir de agua de mar con electrocatalizadores jerárquicos estables
El agua de mar, que comprende más del 95% del agua de la Tierra, podría convertirse en un recurso clave en la producción sostenible de combustible de hidrógeno limpio con el uso de catalizadores de división de agua desarrollados por un equipo dirigido por KAUST.
La división del agua podría ofrecer una forma atractiva de lograr la neutralidad de carbono, especialmente cuando se combina con fuentes de energía renovables como la solar y la eólica. La división del agua implica la descomposición del agua en una celda electroquímica para producir hidrógeno en el cátodo mientras se genera oxígeno en el ánodo bajo voltaje aplicado. Sin embargo, los catalizadores de evolución de hidrógeno y oxígeno que funcionan bien en agua dulce se vuelven menos efectivos en agua de mar debido a la abundancia de iones que pueden promover reacciones no deseadas y envenenar los catalizadores.
Los iones de cloruro altamente corrosivos presentes en el agua de mar sufren reacciones complejas que compiten con la evolución del oxígeno y generan compuestos nocivos, como el hipoclorito. Debido a que la producción de hidrógeno depende de reacciones estables y eficientes en ambos electrodos, estos iones son un desafío importante para la división del agua de mar.
El químico explica que la formación de hipoclorito puede ocurrir porque exige un voltaje operativo más bajo para satisfacer las necesidades industriales que la reacción de desprendimiento de oxígeno.
Una forma de abordar este problema es diseñar catalizadores de ánodo selectivo con requisitos de voltaje más bajos. Un catalizador anódico monocapa de níquel-iridio mostró un rendimiento y una estabilidad mejorados en agua de mar gracias a los efectos sinérgicos entre sus componentes metálicos.
El equipo ideó un enfoque que proporciona electrocatalizadores de evolución de hidrógeno estables y de alta eficiencia para la división del agua de mar. Los investigadores crearon pequeños reactores cúbicos en los que el catalizador estaba encerrado en una capa protectora de sulfuro de molibdeno. El núcleo del catalizador estaba formado por un compuesto activo redox a base de molibdeno soportado en carbono y presentaba una estructura nanoporosa ordenada similar a la zeolita.
Utilizando un enfoque basado en una estructura organometálica, los investigadores combinaron precursores de complejos metálicos con el conector imidazol en presencia de tensioactivo para generar cubos de zinc-molibdeno similares a las zeolitas. Mezclaron las estructuras resultantes con tioacetamida en etanol a reflujo para formar una fase cúbica de óxido de molibdeno confinada en una fina capa de sulfuro de zinc.
A continuación, convirtieron químicamente la fase cúbica en el compuesto activo redox encapsulado en sulfuro de molibdeno deseado a alta temperatura antes de grabar selectivamente la capa exterior de sulfuro de zinc para producir los nanorreactores.
Los nanorreactores exhibieron una alta actividad electrocatalítica y estabilidad tanto en agua dulce como en agua de mar. "La notable actividad y estabilidad se atribuyen a su estructura única".
El núcleo mostraba numerosos sitios activos que impulsaban la producción de hidrógeno y la capa presentaba varios defectos dentro de sus capas, especialmente agujeros de tamaño subnanométrico que permitían que las moléculas de agua penetraran y accedieran a los sitios activos internos.
Actuando como una cota de malla, el caparazón también bloqueó e impidió que las sales se depositaran en los sitios activos.
La arquitectura jerárquica del nanorreactor aísla la electrólisis de las reacciones secundarias. "Al igual que en una casa inteligente, la reacción principal ocurre en las habitaciones, mientras que las reacciones secundarias ocurren en el patio trasero".
Un invento revolucionario transforma el agua de mar en combustible de hidrógeno
Lo creas o no, el agua de mar es una excelente base como combustible. Esto se debe a que el agua de mar contiene un cóctel de elementos como hidrógeno, oxígeno, sodio y otros, todos los cuales son esenciales para que prospere la vida en la Tierra. La parte del combustible aquí proviene del hidrógeno que se encuentra en el agua de mar. Desafortunadamente, extraer el gas hidrógeno del resto de elementos ha sido todo un desafío, al menos hasta ahora.
El dispositivo produce lo que equivale a combustible de agua de mar inyectando agua de mar en un sistema de embudo que la conduce a través de un sistema de filtración de doble membrana. Este sistema también utiliza electricidad para extraer con éxito el hidrógeno del agua de mar, separándolo efectivamente de otros elementos que se encuentran en nuestros océanos. Los resultados de este nuevo estudio muestran que podría ayudar a impulsar nuevos esfuerzos para producir combustibles bajos en carbono.
La gran victoria aquí fue que el sistema no creó muchos subproductos dañinos, algo que han visto en otros sistemas. La mayoría de los sistemas actuales de agua a hidrógeno utilizan una membrana de una sola capa. Sin embargo, esta vez los investigadores juntaron dos capas y mostraron una mejor manera de controlar la forma en que se movían los iones en el agua de mar dentro del experimento, lo que lo hizo más efectivo.
Ser capaz de crear combustible de hidrógeno utilizando agua de mar resultaría útil porque es un combustible con bajas emisiones de carbono, que actualmente se utiliza para hacer funcionar vehículos eléctricos de pila de combustible e incluso funciona como una opción de almacenamiento de larga duración para las redes energéticas. Los intentos anteriores de producir gas hidrógeno requieren agua dulce o desalinizada, y aunque hemos visto sistemas de desalinización de agua exitosos, es mucho más costoso y requiere más energía.
Esto se debe a que purificar el agua antes de usarla requiere sistemas costosos, así como energía e incluso complejidad adicional al dispositivo, mientras que un dispositivo que puede usar agua de mar para crear combustible de hidrógeno no requeriría esas piezas adicionales.
A medida que los costos de la electricidad renovable continúan cayendo, la producción de hidrógeno verde (H2) mediante electrólisis del agua está ganando ritmo como medio para descarbonizar los sistemas energéticos mundiales. Debido a la necesidad de agua dulce ultrapura para la electrólisis y la amplia disponibilidad de agua salada, se han dedicado importantes esfuerzos de investigación al desarrollo de tecnologías de electrólisis directa de agua salada para la producción en masa de H2 verde. Este artículo analizará la posibilidad de producir hidrógeno verde a partir de agua salada, una medida desafiante que podría ayudar a acelerar la sostenibilidad.
Hidrógeno verde y su impacto en las fuentes de agua dulce
El hidrógeno verde es un vector de energía sostenible, que puede producirse directamente mediante electrólisis del agua, sustituyendo potencialmente a los combustibles fósiles para lograr la neutralidad de carbono. Se utiliza energía renovable para producir hidrógeno a partir del agua. De ahí que su producción esté libre de gases de efecto invernadero y de tecnología de captura de carbono.
La energía almacenada en 1 kg de hidrógeno verde es casi 2,5 veces mayor que la del gas natural. Desde el siglo XIX, este gas se utiliza en vehículos, aeronaves y pilas de combustible de naves espaciales.
En un futuro próximo, el hidrógeno verde sustituirá a los combustibles fósiles y proporcionará energía para casi todo, desde los automóviles hasta los edificios. Sin embargo, la producción mundial de hidrógeno podría ejercer presión sobre las fuentes de agua dulce para beber y utilizar en numerosos procesos industriales.
Debido a sus grandes reservas, la electrólisis del agua salada para producir H2 verde mediante electricidad renovable se considera ahora un candidato prometedor para la energía sostenible.
Corrosión de electrodos
La separación eficaz del agua se basa en electrodos catalíticos, lo que requiere agua pura en condiciones fundamentales para evitar el deterioro. El agua del océano contiene sustancias orgánicas y sales disueltas como el cloruro de sodio que acortan la vida útil del sistema al corroer los catalizadores típicos.
La fabricación industrial de combustible de hidrógeno verde mediante electrólisis de agua salada se ha visto obstaculizada por costosas tecnologías de desalinización y purificación para proporcionar cantidades significativas de agua limpia desionizada para una electrólisis eficiente.
A pesar de la abundancia de agua de mar, no se utiliza habitualmente para dividir el agua. A menos que el agua sea desalinizada antes de ingresar al electrolizador (un paso adicional costoso), los iones de cloruro en el agua de mar se convierten en cloro gaseoso tóxico, que degrada el equipo y se filtra al medio ambiente.
Para evitar esto, los investigadores insertaron una membrana delgada y semipermeable, desarrollada originalmente para purificar agua en el proceso de tratamiento por ósmosis inversa (RO). La membrana RO reemplazó a la membrana de intercambio iónico comúnmente utilizada en electrolizadores.
"La idea detrás de la ósmosis inversa es poner una presión realmente alta sobre el agua y empujarla a través de la membrana y mantener los iones de cloruro detrás", dijo Logan.
En un electrolizador, el agua de mar ya no sería empujada a través de la membrana de ósmosis inversa, sino contenida en ella. Se utiliza una membrana para ayudar a separar las reacciones que ocurren cerca de dos electrodos sumergidos (un ánodo cargado positivamente y un cátodo cargado negativamente) conectados por una fuente de energía externa. Cuando se enciende la energía, las moléculas de agua comienzan a dividirse en el ánodo, liberando pequeños iones de hidrógeno llamados protones y creando gas oxígeno. Luego, los protones atraviesan la membrana y se combinan con los electrones en el cátodo para formar gas hidrógeno.
Con la membrana de OI insertada, el agua de mar se mantiene en el lado del cátodo y los iones de cloruro son demasiado grandes para atravesar la membrana y llegar al ánodo, evitando la producción de cloro gaseoso.
Otras sales se disuelven intencionalmente en el agua para ayudar a que sea conductora. La membrana de intercambio iónico, que filtra los iones mediante carga eléctrica, deja pasar los iones de sal. La membrana RO no.
"Las membranas de ósmosis inversa inhiben el movimiento de la sal, pero la única forma de generar corriente en un circuito es porque los iones cargados en el agua se mueven entre dos electrodos".
Producción de hidrógeno en el mar: innovación o aventura arriesgada
¡Producir hidrógeno a partir de agua de mar parece un sueño hecho realidad!
Es abundante, gratis y fácil.
El agua de mar es una fuente casi ilimitada de materias primas y aquí no hay nadie que la facture. Cualquiera puede conseguir un balde lleno de forma gratuita.
Los actores clave de la industria seguramente se enamorarán de la idea.
El proceso de extracción de hidrógeno es sencillo. El agua de mar contiene una gran cantidad de gas hidrógeno disuelto. Se necesita una simple electrólisis para extraerlo; ¡incluso lo hicimos cuando éramos adolescentes en la clase de física!
Así es como funciona
Es natural, almacenable y seguro.
El agua de mar se considera una fuente de energía renovable que podría ayudar a reducir nuestra dependencia de la energía fósil. Y el proceso de extracción no genera emisiones de carbono.
El hidrógeno se puede almacenar.
El hidrógeno almacenado se puede utilizar para generar electricidad o impulsar vehículos exactamente cuando sea necesario.
Compensa la intermitencia de otras energías renovables: días de lluvia o sin viento. Es perfecto para regiones con acceso a grandes masas de agua de mar pero con pocos recursos energéticos convencionales.
Puede ayudar a reducir el calentamiento global, garantizar la seguridad energética y proteger el medio ambiente.
Muy fácil, de verdad.
El proceso requiere mucha energía: extraer hidrógeno del agua de mar requiere una gran cantidad de energía y la eficiencia general es bastante baja.
La producción es cara: construir la infraestructura requiere una inversión inicial muy alta. El mantenimiento también es crucial, ya que el contenido de sal del agua de mar puede provocar corrosión y otros problemas técnicos.
Las ubicaciones son raras: estos sitios deben considerar la profundidad y la calidad del agua, así como la proximidad a las fuentes de energía. ¡No todas las regiones son aptas para la producción de hidrógeno a partir de agua de mar!
Y, por último, ¡no es tan seguro como parece!
El proceso libera cloro gaseoso.
Este gas se combina con otros elementos naturales y forma dioxinas que contaminan el agua, contaminan a los peces y se transfieren a los humanos y a los animales más grandes que se comen los peces.
¿Quieres algunos ejemplos? Combina con
Water =>Ácido clorhídrico, efecto tóxico agudo en todas las formas de vida.
Hydrogen =>gas cloruro de hidrógeno, compuesto altamente explosivo
Acetileno, un gas que pueden producir algunos organismos marinos como bacterias y ciertas especies de algas. Se combina en dicloroetano, un compuesto altamente explosivo.
Éter, trazas en determinadas especies de algas. Se combina en cloroacetaldehído, un compuesto cancerígeno altamente tóxico.
Amoníaco, comúnmente producido por organismos marinos. Se combina con cloraminas, un irritante respiratorio altamente tóxico.
Una innovación prometedora con potencial para revolucionar el sector de las energías limpias
La producción de hidrógeno a partir de agua de mar podría marcar una diferencia drástica y ayudar a abordar el calentamiento global de una manera más sostenible.
También tiene el potencial de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y avanzar hacia un futuro más limpio, sostenible y asequible.
Estas promesas hacen que sea muy fácil pasar por alto los numerosos desafíos y riesgos involucrados.
Esta es mi súplica a los actores clave de la economía y la energía: por favor, respiremos profundamente, sentémonos y pensemos en ello por un momento.
¿Por qué convertir agua de mar en combustible de hidrógeno?
Los investigadores dijeron en el comunicado de prensa que trabajar con agua de mar sería una opción más económica, ya que purificar el agua es costoso, consume mucha energía y agrega complejidad a los dispositivos. Además, el agua dulce natural contiene impurezas que resultan problemáticas para la tecnología moderna, además de ser un recurso limitado en el planeta.
Además de desarrollar un sistema de membrana de agua de mar a hidrógeno, el equipo observó que el estudio había proporcionado una mejor comprensión general de cómo se mueven los iones de agua de mar a través de las membranas. Este conocimiento podría aplicarse a otros campos, como la producción de oxígeno gaseoso.
Además, dijeron que la comprensión del flujo de iones y la conversión en el sistema de membrana bipolar es esencial para el esfuerzo de producir oxígeno mediante electrólisis, y el equipo demostró que la membrana bipolar podría generar oxígeno gaseoso además de producir hidrógeno en su experimento.
El equipo tiene como objetivo mejorar los electrodos y las membranas utilizando materiales más fácilmente disponibles y extraíbles. Esta mejora en el diseño podría simplificar mucho la ampliación del sistema de electrólisis al tamaño necesario para generar hidrógeno para actividades que consumen mucha energía, como el transporte.
Nuestra fábrica
Los productos se venden en todas las regiones de China y se exportan a países de todo el mundo. Se han vendido en más de 20 países y regiones, incluidos Estados Unidos, Alemania, Marruecos, Kenia, Arabia Saudita, Vietnam, Argelia, India, Tanzania y Taiwán. Proporcionó con éxito empresas reconocidas como China Aerospace, PetroChina, China Nuclear Group, BYD, Jiuli Specialty, Tony Electronics, Zheng Energy Group y otras empresas reconocidas. Hay muchas estaciones de hidrogenación de hidrógeno verde, como Wulanchabu, Haikou, Hainan, Hainan Haikou, Yunnan Kunming, etc., que ofrecen proyectos ecológicos y de producción de hidrógeno.
Preguntas más frecuentes
P: ¿Cómo se obtiene hidrógeno del agua de mar?
P: ¿Por qué es importante producir hidrógeno a partir de agua de mar en lugar de agua pura?
P: ¿Cuál es la forma más barata de producir hidrógeno?
P: ¿Cuál es la forma más barata de producir hidrógeno?
P: ¿Se puede encontrar hidrógeno en el agua de mar?
P: ¿Existen posibles efectos secundarios por consumir agua rica en hidrógeno?
P: ¿Cuáles son los últimos avances en la producción de hidrógeno?
P: ¿Cómo afecta la producción de hidrógeno a los niveles de dióxido de carbono?
P: ¿Qué tan confiable es la literatura científica sobre el agua hidrogenada?
P: ¿Por qué es importante producir hidrógeno a partir de agua de mar en lugar de agua pura?
P: ¿Cuál es la forma más limpia de producir hidrógeno?
P: ¿Se puede utilizar agua de mar para obtener hidrógeno?
P: ¿Podemos obtener hidrógeno verde ilimitado dividiendo el agua de mar?
P: ¿Cuál es la fuente más eficiente de hidrógeno?
P: ¿Cuál es la forma más eficiente de obtener hidrógeno del agua?
P: ¿Cómo se produce hidrógeno directamente a partir del agua de mar?
P: ¿Cómo se convierte el agua de mar en combustible de hidrógeno?
P: ¿Cuál es la forma más barata de producir hidrógeno?
P: ¿Cuáles son las limitaciones de la electrólisis del agua de mar?
P: ¿Cuánta agua se necesita para producir 1 kg de hidrógeno?
La producción de hidrógeno mediante el proceso de electrólisis requiere teóricamente 9 litros de agua por kg de hidrógeno según los valores estequiométricos. [11]. Sin embargo, la mayoría de las unidades de electrólisis comerciales del mercado actual anuncian que requieren entre 10 y 11 litros de agua desionizada por kg de hidrógeno producido.
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