Ηλεκτρική ενέργεια από θαλασσινό νερό

Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Οσάκα της Ιαπωνίας κατάφεραν να μετατρέψουν θαλασσινό νερό σε υπεροξείδιο του υδρογόνου μια χημική ουσία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε κυψέλες καυσίμου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.
Πρόκειται για την πρώτη φωτοκαταλυτική μέθοδο παραγωγής υπεροξειδίου του υδρογόνου (H2O2) η οποία επιτυγχάνει υψηλή αποδοτικότητα.

 

«Ο πιο άφθονος πόρος στη Γη, το νερό της θάλασσας, χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενός ηλιακού καυσίμου, όπως είναι το H2O2″ σχολίασε ο επικεφαλής της έρευνας Σουνίτσι Φουκουζούμι.

Οι ερευνητές ανέπτυξαν μια νέα φωτοηλεκτροχημική κυψέλη, η οποία κατ” ουσίαν είναι μια φωτοβολταϊκή κυψέλη που παράγει H2O2. Όταν το ηλιακό φως φωτίζει τον φωτοκαταλύτη, η κυψέλη απορροφά τα πρωτόνια και χρησιμοποιεί την ενέργεια για να πυροδοτήσει χημικές αντιδράσεις, δηλαδή την οξείδωση του θαλασσινού νερού και τη μείωση του οξυγόνου (O2), με τρόπο που τελικά παράγεται υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2).
Αφού φώτισαν την κυψέλη επί 24 ώρες, η συγκέντρωση H2O2 στο θαλασσινό νερό έφτασε τα 48 Millimolar (mM), επίδοση που ξεπερνά κατά πολύ τις τιμές που έχουν πετύχει άλλες ομάδες, περίπου 2 mM σε πόσιμο νερό, σύμφωνα με το Phys.org.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το αρνητικά φορτισμένο χλώριο στο θαλασσινό νερό ευθύνεται κυρίως για τη βελτίωση της φωτοκαταλυτικής δραστηριότητας και την επίτευξη υψηλότερης συγκέντρωσης. Συνολικά, το σύστημα επιτυγχάνει αποδοτικότητα μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρική της τάξης του 0,28%.
Παρότι, η αποδοτικότητα της μεθόδου μπορεί να συγκριθεί με άλλες πηγές μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε ηλεκτρισμό, όπως ο καρπός βιομάζας σουίτσγκρας (0,2%), ακόμα υπολείπεται πολύ των συμβατικών ηλιακών κυψελών.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η αποδοτικότητα μπορεί να βελτιωθεί στο μέλλον με τη χρήση καλύτερων υλικών στην φωτοηλεκτροχημική κυψέλη και επίσης σχεδιάζουν μεθόδους μείωσης του κόστους παραγωγής.
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στην επιθεώρηση Nature Communications.