Blendingssýru-rafgreining á basískum vatni er ný rafefnafræðileg tækni. Það gerir vetnisgas úr vatni. Það virkar öðruvísi en hefðbundin vatns rafgreiningartækni. Hefðbundin rafgreiningarkerfi nota aðeins eina tegund af raflausn. Þeir ganga annað hvort við basísk skilyrði eða súr skilyrði inni í allri rafgreiningarklefanum. Blendingssýru-rafgreining á basískum vatni notar tvö aðskilin raflausn. Eitt frumuhólf geymir súr lausn. Í öðru frumuhólfinu er basísk lausn. Sérstök himna situr á milli hólfanna tveggja. Þessi himna hindrar sýru og basa í að hlutleysa hvort annað.
Þessi sérstaka uppsetning lætur hvert hálft efnahvarf gerast í sínu besta pH ástandi. Vetnisþróunarviðbrögð (HER) eiga sér stað í súru hólfinu. HER viðbrögðin ganga hraðar í súru vökvaumhverfi. Súrefnisþróunarviðbrögð (OER) eiga sér stað í basíska hólfinu. OER hvarfið gengur hraðar í basískum vökvaumhverfi. Sérhver efnahvörf virka við hagstæð hreyfiskilyrði.
Hólfin tvö hafa mismunandi pH gildi. Þessi munur myndar efnafræðilegan möguleika halla. Þessi halli breytir afturkræfum vetnisrafskautsgetu á báðum rafskautum. Þessi breyting lækkar ytri spennu sem þarf til að kljúfa vatnssameindir. Kerfið sameinar efnafræðilega hugsanlega orku og raforku. Þessi samsetning dregur úr heildarorkunotkun ferlisins.
Helstu þættir kerfisins
Bipolar Membrane (BPM). BPM er kjarnahluti kerfisins. Það hefur katjónaskiptalag (CEL) og anjónaskiptalag (AEL). Lögin tvö tengjast saman. Vatnsdreifingarhvati helst við samskeyti laganna tveggja. BPM framleiðir róteindir og hýdroxíðjónir undir öfugri-skekkjuskautun. Róteindir flytjast inn í súru hólfið. Hýdroxíðjónir fara inn í basíska hólfið. BPM heldur stöðugum pH halla inni í rafgreiningarklefanum.
Rafskaut. Forskautið er komið fyrir í basíska hólfinu. Forskautið styður OER viðbrögðin. Nikkel-efni eru algeng grunnefni fyrir rafskaut. Nikkel ofið möskva er áreiðanlegur vettvangur fyrir rafskautsvinnu. Bakskautið er komið fyrir í súru hólfinu. Bakskautið styður HER viðbrögðin. Tvívirkir rafhvatar geta knúið bæði HER og OER viðbrögð. Kóbalt-nikkelfosfíð nanóvíra rafskaut hafa þessa tvívirkni.
Kostir frammistöðu
Margar rannsóknarprófanir sýna að þessi tækni hefur betri vinnuafköst. Vetnisframleiðsluhraði þess er fjórum sinnum meiri en hefðbundin basísk rafgreining við 2,2 V. Orkunotkun þess minnkar um um 30% við straumþéttleika sem er 200 mA/cm². Kerfið nær 200 mA/cm² straumþéttleika með aðeins 1,39 V frumuspennu. Þessi árangur er betri en flestir hefðbundnir vatnsrafgreiningartæki. Ósamhverf vatnsrafgreining sem byggir á BPM- er góður valkostur við hefðbundin róteindaskiptahimnukerfi og anjónaskiptahimnukerfi.
Þessi tækni styður stóra-hönnun og framleiðslu rafgreiningartækja. Það gerir sveigjanlegar aðlögun á samsetningu raflausna. Kerfið getur unnið með nýjustu háþróuðu rafhvata. Kerfið hefur stöðuga-vinnugetu til lengri tíma. Einn rafgreiningartæki í blóðrás gengur stöðugt í meira en 25 klukkustundir. Það heldur straumþéttleika upp á 10 mA/cm² við 1.550 V. Kerfið getur einnig unnið með sólarorku við 0,908 V spennu.
