Учёные Даляньского института химической физики при Китайской академии наук сделали значительный шаг вперёд, создав уникальную систему, которая объединяет производство водорода и опреснение морской воды. Эта инновационная установка использует тепло, выделяющееся в процессе электролиза, для получения пресной воды, что делает её полезной как для внутренних нужд, так и для внешних потребителей. Результаты исследования уже опубликованы в журнале Nature Energy 15 сентября.
Основу новой технологии составляет сочетание щелочного электролиза с низкотемпературной вакуумной дистилляцией. При этом морская вода сначала подвергается опреснению, и лишь затем часть полученной пресной воды направляется в электролизёр. Данная схема позволяет эффективно использовать сбросное тепло оборудования, а также избежать повреждений электродов, которые могут возникнуть при их непосредственном контакте с морской водой. Принцип работы системы подробно описан в сообщении Китайской академии наук, опубликованном на TechXplore.
Пилотная установка с мощностью 20 кВт продемонстрировала стабильную работу на протяжении 100 дней. В ходе испытаний она смогла производить 3,8 нормального кубометра водорода и 1,2 кг пресной воды в час. Объём водорода был приведён к стандартным условиям температуры и давления, что дополнительно подчеркивает надёжность работы системы.
После успешных испытаний исследователи увеличили мощность установки до 250 кВт. На этом более мощном оборудовании производительность возросла до 48 нормальных кубометров водорода и 31,6 кг пресной воды в час. По данным авторов работы, электрическая эффективность объединённой системы оказалась на 14,4% выше, чем при традиционном щелочном электролизе пресной воды. Однако стоит отметить, что этот показатель относится к общей эффективности системы и не указывает на увеличение выхода водорода на те же 14,4%.
После процесса опреснения остаётся концентрированный рассол, который разработчики рассматривают как потенциальное сырьё для извлечения соли и других компонентов. Стоит подчеркнуть, что приведённые результаты испытаний касаются совместного получения водорода и пресной воды, что открывает новые горизонты в области устойчивого водоснабжения.
Данная работа демонстрирует не только длительную эксплуатацию пилотной установки, но и увеличение её мощности, что подтверждает высокую эффективность разработанной технологии. Стоит отметить, что 100 дней стабильной работы относятся к версии на 20 кВт; сроки испытаний для более мощной установки на 250 кВт в аннотации статьи не были указаны, что оставляет открытым вопрос о её долговечности.