Новый способ расщепления воды сделает производство водорода «зеленым»

Австралийские ученые разработали более дешевый и эффективный способ получения водорода из воды с использованием железных и никелевых катализаторов, вместо редкоземельных элементов, вроде рутения, платины и иридия, которые по стоимости обходятся в сотни раз дороже.

Развивающаяся концепция «водородной экономики» предполагает, что в скором времени сжатый водород станет таким же распространенным источником энергии, как бензин, а автомобили на топливных элементах будут встречаться не реже, чем электромобили на батареях и машины с двигателями внутреннего сгорания.

Недавно мы писали о первом танкере для транспортировки сжиженного водорода, который был запущен в Японии. Он предназначен для перевозки газа из Австралии, где его получают совсем не «чистым» способом: сжиганием бурого угля, 160 тонн которого дает всего 3 тонны водорода и 100 тонн выбросов С02.

В перспективе десятилетий рынок водорода как источника «чистой энергии» оценивается в триллионы долларов, и особенно это направление набирает обороты в Японии и Корее. Но его большие деньги становятся уже не такими привлекательными, когда речь заходит о технологиях, не причиняющих вреда окружающей среде.

Читайте также: И хранить, и генерировать энергию для зданий сможет гибридная батарея на основе «реверсивных» топливных элементов

Экологически безопасный способ получения водорода состоит в том, чтобы отделить его от воды с помощью электролиза. Пара электродов помещается в емкость с жидкостью и включается питание. Кислород притягивается к аноду, водород – к катоду, и если при этом электричество, которое участвует в процессе, генерируется возобновляемыми источниками, то на выходе можно получить так называемый «зеленый» водород.

Сегодня проблема промышленного производства водорода заключается в том, что расщепление воды является дорогостоящим и малоэффективным процессом. По этой причине такой вид топлива пока не может конкурировать с бензином. Новая разработка австралийских университетов UNSW, Griffith и Swinburne обещает совершить прорыв в этой области.

В документе, опубликованном в Nature Communications, команда ученых заявила, что им удалось заменить дорогую платину на углеродный катализатор.

«Мы покрываем электроды нашим катализатором, чтобы уменьшить потребление энергии, — уточнил профессор Школы химии UNSW Чуан Чжао. — На этом катализаторе имеется крошечный наноразмерный участок, где железо и никель взаимодействуют на атомном уровне. Именно здесь водород может быть отделен от кислорода, который выделяется в виде экологически чистых отходов».

Исследователи говорят, что наноуровень взаимодействия фундаментально меняет свойства материалов. Таким образом, никель-железный катализатор может быть таким же эффективным, как и платиновый. А дополнительным его преимуществом является возможность применения для катализа как водорода, так и кислорода, что значительно снижает производственные расходы.

Пока неясно, как скоро получится внедрить новую разработку в промышленность и насколько она повлияет на стоимость крупномасштабного производства водорода, но Чжао настроен оптимистично:

«Мы десятилетия говорили об эре водородной экономики, но сейчас эти разговоры могут стать реальностью».

Источник: unsw.edu.au

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Польза и вред водородной воды

Понятие водородной воды пришло к нам из Японии, где она встречалась в природных источниках и была достоянием императоров. В России популярность этого питья находится в стадии роста — люди с удовольствием открывают для себя продлевающую молодость воду.

Свойства и принцип действия водородной воды

По виду это обыкновенная питьевая вода без вкуса и запаха, но ее состав обогащен водородом с несвязанными друг с другом молекулами. Поскольку в России ее в природных источниках нет, многих интересует, откуда берется водородная вода. Польза и вред, мнения врачей о ее свойствах уже хорошо изучены.

Ученые тщательно исследовали молекулярный состав этой жидкости. Оказалось, что водородная вода имеет свойство антиоксиданта. Благодаря исследованиям ученых-биохимиков удалось определить, что небольшие размеры молекул водорода позволяют им беспрепятственно проникать сквозь клеточные мембраны и угнетать деятельность свободных радикалов. Водород обладает уникальной способностью нейтрализовать опасные оксиданты. При этом он не оказывает негативного воздействия на свободные радикалы, которые принимают участие в естественных обменных процессах организма.

Водород активирует внутренние эндогенные антиоксиданты, что увеличивает способность организма справляться с оксидативным стрессом. При встрече с гидроксильными радикалами, этот химический элемент превращает их в молекулы воды, не вызывая при этом цепных реакций и пробочных эффектов.

Благодаря этому водородная терапия не имеет противопоказаний. Следствием такого воздействия является нормализация обменных процессов в организме — его эффективное омоложение. В медицине воду, обогащенную водородом, часто используют в комплексной терапии многих заболеваний, включая онкологию.

Польза водородной воды для организма человека

Особенную ценность живительная жидкость представляет для тех, кто проживает в регионах с плохой экологией или работает на вредном производстве.

Медицинское наблюдение за людьми, постоянно употребляющими водородную воду, позволили зафиксировать у них:

• нормализацию давления;
• снижение избыточного веса;
• уменьшение побочных эффектов от принимаемых лекарств;
• снижение количества сердечных приступов;
• укрепление иммунитета;
• улучшение памяти;
• избавление от синдрома хронической усталости;
• замедление процессов старения организма;
• выведение из организма токсинов;
• уменьшение аллергических проявлений;
• улучшение качества жизни.

Кому особенно полезна водородная вода

Медики рекомендуют употреблять ее прежде всего спортсменам и физкультурникам. Также она полезна людям с нарушенным обменом веществ и страдающим от ожирения. Интенсивные нагрузки на организм, с которыми имеют дело спортсмены, способствуют усиленному потреблению клетками кислорода, что увеличивает число оксидантов. Насыщенная водородом вода выводит из мышц мочевую и молочную кислоты, уменьшает риск повреждений, нормализирует энергетический и жировой баланс.

Люди, страдающие от лишнего веса, имеют проблемы с обменом веществ. Употребление водородной воды для них полезно по причине снижения сахара в крови, оно избавляет от гепатоза печени. При похудении люди часто сталкиваются с дряблостью кожи. Избавиться от этой проблемы помогает прием ванн с водородной водой. А люди, имеющие проблемы с обменом веществ, получают природные стимулы для восстановления эффективной работы клеток.

В качестве профилактики обогащенное питье стоит употреблять людям:

• живущим в мегаполисах и местах, загрязнённых радиацией;
• страдающим от вредных привычек — алкоголя и курения;
• страдающим от неподвижного образа жизни.

Вред водородной воды

Существуют ли противопоказания для употребления водородной воды? А что будет в случае передозировки? А может ее польза, не более чем миф? Врачи утверждают, что пить ее можно детям, взрослым, не являются исключением и беременные. Также нет таких заболеваний, при которых она приносила бы вред — водород не токсичен и безопасен для человека. Состав этой обогащенной жидкости естественен — молекулы водорода ежедневно образуется в кишечнике. Однако ее нельзя заготовить впрок, водород быстро испаряется. Употреблять водородную воду нужно либо свежеприготовленной, либо пить сразу из природного источника, иначе она превратится в обычную. Вода сохраняет свои целительные свойства не больше 20 минут.

Как получить водородную воду

Кроме природных источников, получить воду возможно тремя способами:

• электролизацией — при воздействии электротока на обычную воду на катоде скапливаются молекулы водорода;
• сатурацией — методом обогащения водородом;
• воздействием на воду металлов — гидридов магния (полученный таким способом состав жидкости требует очищения).

В домашних условиях и офисах удобно использовать генератор водородной воды — польза этого аппарата во много раз превышает его цену. Данный аппарат действует по принципу сатурации, насыщая питье водородом в концентрации 1–1,3 ppm. Терапевтической является концентрация водорода от 0,5 ppm.

Водородные генераторы – наше предложение

Чтобы избавится от оксидантного стресса, люди часто покупают разнообразные витамины, комплексы, не подозревая, что их спасение в обогащенной воде. На нашем сайте можно купить водородные генераторы PAINO, пользующиеся популярностью в Японии и Китае. Предлагаем модели для офиса и дома – спа-капсулы, стационарные, портативные.

Все аппараты изготовлены из высококачественного пластика, не содержащего вредных примесей. Портативная модель генератора оснащена USB зарядом, поэтому ее удобно взять с собой на дачу или на природу и всегда иметь под рукой чистую воду. Стационарные генераторы обеспечивают качественную генерацию воды любого происхождения – от бутилированной до водопроводной. Спа-капсулы позволяют принимать ванны с водородной водой — они заслужили позитивные отзывы от женщин, заботящихся о своей коже. Данные аппараты соответствуют японским промышленным стандартам.

Все изделия оснащены современным цифровым управлением. Генераторы PAINO сертифицированы и соответствуют европейским стандартам качества. Заказ можно оформить на сайте – продукция доставляется в любой регион России.

<

Эксперты оценили профилактику коронавируса перекисью и коллоидным серебром

На фоне пандемии коронавируса в интернете стало появляться все больше любительских советов, как уберечься от инфекции народными средствами. Одни предлагают принимать раствор коллоидного серебра, сделанный в домашних условиях, другие – пить перекись водорода, разбавленную водой. Выясняем, насколько безопасны такие методы профилактики COVID-19 и есть ли от них польза.

Интернет лечит

Фото: depositphotos/Natmioni

С распространением коронавируса по миру в Сети стали появляться все новые методики по борьбе с ним в домашних условиях. Например, можно найти видео, где для профилактики COVID-19 советуют пить воду с добавлением перекиси водорода. Предполагается, что ежедневный прием этого средства убережет от заражения. Причем в комментариях есть как сторонники методики, так и противники.

«Я пил перекись по 10 капель на стакан воды утром и перед сном пару месяцев, думал, она мне помогает, но заболел сильно гриппом месяца полтора назад, потом перестал пить», – написал один из комментаторов под видео.

Другой пользователь заявляет, что перекись водорода действительно хорошее средство, но его нужно правильно применять. По словам автора комментария, при простуде он полоскает ей горло, а также промывает нос, и это работает. Еще один комментатор добавляет, что «сода – рабочая тема», которая помогает «ощелачивать организм». Третий иронизирует на тему того, что ему больше подходит спиртовой раствор, а перекись водорода «какая-то кислая».

Самые распространенные мифы о коронавирусе в Сети

Некоторые блогеры для профилактики коронавируса советуют пить раствор коллоидного серебра, который, как уверяют авторы роликов, обеззараживает весь организм. Например, в одном из видео женщина рассказывает, что раствор можно приготовить даже в домашних условиях, имея небольшой слиток чистого серебра и обладая нехитрыми знаниями по химии и электрике.

Еще одна блогер, представляющаяся врачом, считает, что снизить вероятность заражения можно с помощью натирания эфирными маслами. По ее словам, такие масла, особенно камфорной группы, обладают бактерицидным эффектом. При этом девушка не отрицает, что метод не является 100% панацеей при профилактике коронавируса, поскольку «нет никаких исследований». Также некоторые советуют капать несколько капель масла в медицинскую маску, чтобы не заразиться COVID-19.

Минздрав России дает следующие рекомендации по профилактике коронавирусной инфекции:

• необходимо по возможности сократить посещение общественных мест. Сюда относятся магазины, ТЦ, банки и МФЦ. Кроме того, следует избегать поездок на общественном транспорте, особенно в часы пик;
• не прикасаться к лицу грязными руками. Вирус способен проникать в организм человека через слизистые глаз, носа и рта. Именно поэтому руки надо мыть постоянно и очень тщательно;
• при себе лучше иметь одноразовые бумажные платочки. При чихании и кашле прикрывать ими рот, а затем сразу же выбрасывать;
• для дезинфекции следует применять влажные салфетки. Ими можно протирать предметы, которые были с вами в общественных местах. Например, ваш мобильный телефон;
• если ваши родственники по возвращении из-за рубежа чувствуют недомогание, то ограничьте с ними контакт. Следует настоять на том, чтобы они обязательно обратились к врачу;
• если недомогание чувствуете вы сами, то останьтесь дома и вызовите врача. Ни в коем случае не надо посещать медицинское учреждение лично. Ели ваши близкие недавно вернулись из-за границы, то об этом следует оповестить врача. Он назначит анализы на коронавирусную инфекцию;
• соблюдайте рекомендации врача по лечению имеющихся у вас хронических заболеваний.

Небезопасно и неэффективно?

Фото: ТАСС/Александр Щербак

Врач-терапевт Елена Карякина рассказала Москве 24, что нет никакого смысла в применении народных рецептов» для профилактики или лечения коронавируса. Более того, такой подход может, наоборот, навредить здоровью.

«Если человек ошибется и добавит перекиси водорода чуть больше, то возможен химический ожог как пищевода, так и желудка. Да и коллоидное серебро тоже небезопасно в больших количествах», – подчеркнула специалист.

Такие советчики всегда были, есть и будут. Наши люди любят придумывать, еще начиная с древнерусских сказок, так что до сих пор не могут остановиться. Лучше не следовать их советам.

Елена Карякина

врач-терапевт

По ее словам, информацию по мерам профилактики коронавируса нужно искать в интернете только на специальных сайтах: Минздрава России и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Там есть исчерпывающие указания, уже не надо ничего придумывать, подчеркнула врач.

«Есть определенный печальный зарубежный опыт. Он уже переработан нашими специалистами, все рекомендации даны… Надо лишь следовать этим инструкциям», – заключила она.

Директор Научного информационного центра по профилактике и лечению вирусных инфекций Георгий Викулов в разговоре с Москвой 24 также подчеркнул, что доказательств эффективности средств народной медицины по профилактике COVID-19 нет. Хотя бы просто потому, что не проводились соответствующие исследования.

Если нет утвержденной медицинской технологии, то это просто эксперименты со здоровьем из серии «интернет лечит».

Георгий Викулов

директор НИЦ по профилактике и лечению вирусных инфекций

«Безопасность определяется способом применения этих веществ. То, что они применяются местно, например перекись водорода, они так применялись много десятилетий. Если их будут внутрь применять, то это уже небезопасно», – пояснил специалист.

Читайте также

Германия выбирает ″зеленый″ водород. Что это значит для России | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Германия берет курс на водородную экономику, в основе которой будет «зеленый» h3. Правительство ФРГ решило проводить активную промышленную политику и 10 июня утвердило давно готовившуюся «Национальную водородную стратегию» объемом в 9 млрд евро. Ее сверхзадача — совместить дальнейшее индустриальное развитие страны и защиту глобального климата. Конкретная цель — выполнение обязательств по сокращению выбросов в атмосферу парниковых газов до 2030 и 2050 годов, взятых на себя Германией и Евросоюзом в рамках Парижского соглашения по климату.

Амбициозный документ, перечисляющий 38 более или менее конкретных политических, законодательных, налоговых и финансовых мер, представляет собой широкомасштабный план поддержки экологичных водородных технологий в самых разных сферах: не только в электроэнергетике, на автомобильном и железнодорожном транспорте, но и в черной металлургии, нефтехимии, авиации.

Новые рынки сбыта для оборудования Made in Germany

К тому же он призван обеспечить высокий спрос и новые рынки сбыта немецкому машиностроению — ключевой для экономики ФРГ высокотехнологичной отрасли, специализирующейся, в частности, на производстве и экспорте промышленного оборудования. «Германия намерена позиционироваться как ведущий поставщик «зеленых» водородных технологий на мировой рынок», — подчеркивается в документе.

Оборудование по выпуску «зеленого» h3 в Майнце поставила немецкая фирма Linde

Представленный в нем временной график движения к цели предполагает в ходе первой фазы, до 2023 года, усиленное стимулирование выпуска и внедрения оборудования для производства и использования «зеленого» водорода в самой Германии. Иначе говоря, раскрутку отечественного рынка.

Задачей второй фазы в 2024 — 2030 годах является всемерное укрепление тренда внутри страны при одновременной интернационализации процесса перехода на водород. Иными словами, речь идет уже о раскрутке европейского и мирового рынка. Тут подразумевается как продвижение апробированных на родине технологий Made in Germany, так и увеличение импорта водорода в Германию, поскольку сама она удовлетворить свой быстро растущий спрос на h3 в любом случае не сможет. Эта фаза имеет уже непосредственное отношение к России, но об этом чуть позже.

Электролиз — ключевое понятиев немецкой водородной стратегии

Для частичного обеспечения Германии «зеленым» водородом намечено до 2030 года ввести в строй оборудование по его производству суммарной мощностью до 5 ГВт, «включая необходимые для этого генерирующие электроэнергию установки в море и на суше», — сказано в национальной стратегии. На период до 2035 года, «самое позднее» до 2040 года, к ним должны прибавиться еще 5 ГВт.

Один из морских ветропарков у североморского побережья Германии

Тут требуются некоторые пояснения. ГВт — это гигаватт, единица измерения мощности. Чтобы понять, много или мало 5 ГВт: один реактор в современной атомной электростанции часто обладает мощностью в 1 ГВт. Но это только для сравнения, поскольку ни о каких АЭС речь в данном случае, естественно, не идет.

Суть программы как раз в том, чтобы производить «зеленый» водород с помощью «зеленых», возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Прежде всего — ветра, который в 1-м квартале 2020 года уже стал главным энергоносителем в Германии. Поэтому ставка делается на строительство крупных ветропарков, особенно морских. Тем более, что полным ходом идет разработка уже и плавучих ветрогенераторов.

Генерируемая с помощью ВИЭ «зеленая» электроэнергия пойдет на получение «зеленого» h3 путем разделения обычной воды на водород и кислород. Это знакомый всем со школьной скамьи метод электролиза. Термин электролиз — одно из ключевых понятий в немецкой водородной стратегии. Так, намеченные 5 ГВт до 2030 года — это потребляемые мощности промышленных электролизеров.  

От термина Power to Gas к собирательному понятию Power to X

Над их созданием в Германии интенсивно работают с конца нулевых годов этого века, DW рассказывает о развитии этой технологии с 2013 года. Первоначально ее назвали Power to Gas (PtG), описывая тем самым превращение электроэнергии (Power) в газ (Gas), подразумевая под этим как водород, так и дальнейшее получение с его помощью синтетического метана — искусственного аналога природного газа.

В 2013 году концерн E.on стартовал пилотный проект Power to Gas в городке Фалькенхагене

Впрочем, довольно быстро пришло понимание, что этот второй, дополнительный шаг, экономически и экологически не такой уж перспективный и работать следует в первую очередь с водородом, причем не только в газообразном, но и в сжиженном виде. Так появились технологии Power to Liquids (PtL) по использованию электроэнергии для получения h3 и превращения его в жидкое топливо (Liquids).

Наконец, «зеленый» водород можно использовать для получения различных необходимых промышленности химических веществ. Для таких процессов придумали термин Power to Chemicals. В результате родилось и все чаще встречается собирательное понятие Power to X (PtX), обозначающее всевозможные способы применения водорода, полученного путем электролиза. В «Национальной водородной стратегии» оно неоднократно используется.

Авиационное топливо из водорода будут выпускать по немецкой технологии  

Десятки экспериментальных и опытно-промышленных PtX-установок работали в Германии в последние годы над тем, чтобы довести коэффициент полезного действия (КПД) электролиза до таких величин, чтобы можно было начать прибыльное производство водорода в индустриальных масштабах. Целый ряд технологий, похоже, уже вышли на этот уровень или вот-вот его достигнут.

Опытно-промышленная PtL-установка компании Sunfire в Дрездене выпускает синтетическое горючее

Самый свежий пример: 9 июня международный консорциум Norsk E-Fuel с участием немецкого разработчика PtL-технологий Sunfire объявил о начале строительства в богатой «зеленой» электроэнергией Норвегии первого в мире предприятия по коммерческому производству авиационного топлива на основе водорода. Оно стартует в 2023 году с выпуска 10 миллионов литров, после ввода второй очереди общий объем должен составить с 2026 года 100 миллионов литров в год.

Примешивая такое количество «зеленого» топлива к традиционному керосину, можно будет на 50% сократить выбросы в атмосферу CO2 на пяти важнейших внутренних авиамаршрутах в Норвегии, заявляет консорциум. К подобным результатам стремятся и в Германии. Один из пунктов «Национальной водородной стратегии» предполагает, что к 2030 авиационный керосин как минимум на 2% будет состоять из жидкого водорода.

Водородные автомобили, поезда и суда получат поддержку

Другой пункт предусматривает меры по расширению сети заправочных станций для водородных автомобилей. При этом в Германии, в отличие от азиатских стран, исходят из того, что на h3 скорее будут ездить не легковые машины, а тяжелые грузовики и автобусы. Именно их продажи и будут целенаправленно субсидироваться.

«Добро пожаловать в будущее!». Водородная заправка концерна OMV в Штутгарте

Поддержку получат также пассажирские поезда на водороде. С 2018 года такие пригородные электрички эксплуатируются на севере Германии вблизи Бремена в земле Нижняя Саксония, в 2022 году вторым крупным центром использования водородного железнодорожного транспорта станут Франкфурт-на-Майне и земля Гессен. Три десятка поездов уже заказаны французской компании Alstom.

Поощряться будет и перевод судов на водородное топливо. Весьма показательно, что водородную стратегию правительства ФРГ всячески приветствовал Союз немецких судовладельцев (VDR), подчеркнув, что h3 может стать в отрасли, тоже вынужденной и стремящейся снижать вредные выбросы в атмосферу, более экологичным горючим будущего наряду с уже апробированным сжиженным природным газом (СПГ). 

Готова ли Россия вместо нефти и газа экспортировать «зеленый» H2?

Сразу несколько пунктов стратегии касаются замены традиционного водорода, получаемого из ископаемых углеводородов, например, природного газа, на «зеленый» h3 в индустриальных процессах на сталелитейных или, скажем, нефтеперерабатывающих заводах.

А для доставки потребителям полученного путем электролиза водорода планируется постепенно перепрофилировать имеющуюся в Германии разветвленную газотранспортную систему. О готовившемся параллельно с правительственной стратегией плане перевода части немецких газопроводов на водород к 2030 году DW недавно подробно писала.

Трубопроводы для транспортировки российского газа могут со временем переключить на водород

И тут неминуемо встает вопрос: что «Национальная водородная стратегия» ФРГ означает для крупнейшего поставщика нефти, газа и угля на немецкий рынок — России? Конечно же, в первую очередь означает риски, потому что спрос на продукцию «Роснефти», «Газпрома» и других российских топливно-энергетических компаний неминуемо будет снижаться, причем после 2030 года этот процесс может резко ускориться.

В то же время в Берлине осознают геополитические последствия бума h3 и вовсе не стремятся свести на нет энергетическое сотрудничество, в частности, с Россией. «Федеральное правительство интенсифицирует диалог с нынешними экспортерами ископаемых энергоносителей с целью их вовлечения в поэтапный глобальный энергетический поворот с использованием водорода», — говорится в 38-ом, заключительном пункте стратегии.

Иными словами, в Германии надеются, что Россия тоже подключится к широкому внедрению технологий по производству «зеленого» водорода и в перспективе станет его крупным поставщиком. Правда, пока в Берлине, скорее, рассчитывают на пилотные проекты в Северной Африке.

Смотрите также:

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электростанция из аккумуляторов

  Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Большие батареи на маленьком острове

  Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Главное — хорошие насосы

  Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Место хранения — норвежские фьорды

  Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Электроэнергия превращается в газ

  Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Водород в сжиженном виде

  Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  В чем тут соль?

  Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Каверна в роли подземной батарейки

  На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Крупнейший «кипятильник» Европы

  Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.

• Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

  Накопители энергии на четырех колесах

  Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).

  Автор: Андрей Гурков

Очистка бассейна от зелени – 4 рабочих способа

Собственный бассейн на даче или загородном доме – это удобно и стильно. Однако бассейн должен быть чистым и безопасным для всех членов семьи. Чтобы внешний вид бассейна радовал, а дети и взрослые с удовольствием в нем плавали, нужно позаботиться о своевременной очистке бассейна.

Можно вызвать на дом профессионала, но существуют методы, позволяющие справиться с этой проблемой самостоятельно. При этом можно подобрать такой вариант, который позволит эффективно устранить грязь и бактерии, не затрачивая много денег и времени.

Регулярный уход за домашним бассейном

Очистка бассейна от зелени и регулярный уход необходимы не только для поддержания эстетической функции. Плесень и бактерии опасны для здоровья. Бактерии попадают на слизистые оболочки, в открытые ранки, царапины, поражают кожу. Также зелень на дне и стенках делает их скользкими. Человек может просто поскользнуться и получить травму.

Очистка бассейна от зелени своими руками должна проводиться по мере загрязнения. Но даже если видимого мусора нет, это не значит, что вода и стенки чистые.

Также специалисты утверждают, что гораздо проще и дешевле проводить процедуры профилактики. Тогда никакая плесень и мусор в воде просто не появятся.

Это позволит сохранить работу техники, фильтров, насосов, которые быстро выходят из строя в грязной воде.

Особенно важно поддерживать чистоту в жаркую погоду, когда вода нагревается и становится благодатной средой для размножения патогенных микроорганизмов.

Бассейн – это не просто резервуар с водой. Он контактирует с кожей, вода попадает в глаза, поэтому он должен быть чистым. Загрязнения не обязательно связаны с мусором и пылью, даже частички пота, кожи, пыльца, попадая в воду, превращают ее в «живой» организм. Если это открытый бассейн, вода будет грязниться еще чаще и быстрее.

Как очистить бассейн от зелени?

Способов очистки воды и стенок бассейна достаточно много. Если он надувной, то достаточно слить воду, промыть и просушить резервуар. Однако с кафельными бассейнами дела обстоят сложнее.

Существуют различные виды очистки: химические, механические. Есть специальные сетки и приспособления для удаления крупного мусора и листвы, фильтры и насосы, которые прогоняют воду и очищают ее даже от пыли. Однако вода со временем все равно может застаиваться и «цвести». В ней размножаются бактерии, а на стенках бассейна появляется слизь. Для очищения такой воды чаще всего требуют обеззараживающие вещества.

В интернете можно найти видео, как очистить бассейн от зелеными народными средствами в домашних условиях. Наиболее популярными способами считают:

• Зеленку. Зеленка (бриллиантовая зелень) обладает мощным антисептическим эффектом, поэтому ее часто используют для обеззараживания ран. Если говорить о том, как очистить бассейн от зелени зеленкой, то это один из самых бюджетных способов. Достаточно добавить 1-2 бутылька (в зависимости от объема воды), чтобы уничтожить микроорганизмы. Вода приобретает легкий изумрудный оттенок, но остается чистой. Однако этот способ не избавляет от необходимости периодически менять воду.
• Перекись водорода. Перекись является недорогим, но эффективным антисептиком. Ее можно использовать для устранения зелени в бассейне. Попадая в воду, перекись высвобождает активный кислород, который уничтожает все патогенные микроорганизмы. Перед тем, как очистить бассейн от зелени перекисью, нужно подготовить защитные перчатки. Она может агрессивно воздействовать на кожные покровы и вызывать ожоги. Если появилось чувство жжения, нужно промыть участок кожи водой. Для обеззараживания достаточно 700 мл вещества на 1 м³ воды. Готовый раствор аккуратно выливают вдоль стенок бассейна. Предварительно нужно убрать весь крупный мусор.
• Медный купорос. Есть много информации о том, как очистить бассейн от зелени медным купоросом. Это один самых проверенных и старых способов. Медный купорос обладает целым рядом полезных качеств: он уничтожает водоросли, грибки и их споры, обеззараживает воду, устраняет наросты на стенках. Однако нужно помнить о правилах безопасности. Это вещество требует осторожного обращения, так как способно вызвать химический ожог кожи. Нужно очень внимательно соблюдать дозировку. Порошок купороса сначала разводят в воде, а уже потом вливают в бассейн. Должно получиться не более 0,9 г на 1000 л воды. Также иногда в купорос добавляют соль для усиления обеззараживающего эффекта.
• Белизну. Самым эффективным способом уничтожать все болезнетворные бактерии в воде является хлорирование. Эффект держится долго. Хлор прекрасно справляется с микроорганизмами, однако споровые бактерии он не устраняет. Есть и некоторая сложность в том, как очистить бассейн от зелени белизной. Нужно учитывать уровень кислотности, процент содержания хлора в белизне. После процедуры желательно измерить уровень хлора в воде. Также любые микроорганизмы со временем привыкают к действию белизны.

При этом нужно помнить, что самым эффективным способом является смена воды.

Перед тем, как очистить бассейн от зелени на даче, нужно внимательно прочитать инструкцию к веществу и уточнить его действие.

Так, например, медный купорос справится с водорослями, но от бактерий не избавит в отличие от хлора. Можно использовать и более безопасные средства, например, соль и сода. Однако их дозировку нужно соблюдать, иначе будет кожная реакция.

Как сделать мутную воду чистой?

Мутная вода не только портит внешний вид бассейна. Это показатель загрязнения и размножения бактерий в ней. Если в бассейне мутная вода, есть несколько способов, как очистить его самим.

Причины мутной воды могут заключаться в попадании листьев, мусора, пыли, частичек кожи, косметических средств с кожи и волос, пота и т.д. Однако даже если вода защищена от попадания загрязнений, она может мутнеть от бактерий, которые так или иначе присутствуют и размножаются в стоячей воде.

Что делать, если вода в бассейне мутная, как ее осветлить? Вариантов может быть несколько:

• Рециркуляция. Современные бассейны оснащаются насосами, которые перегоняют воду, а также фильтрами, через которые пропускается вода при прогонке. Это позволяет не менять часто воду и быстро очищать ее. Можно подобрать фильтры, которые уберут не только пыль, но и окажут обеззараживающий эффект. Однако нужно все же периодически просушивать стенки и дно бассейна, чтобы убрать водоросли и грибки.
• Альгициды. Есть множество вариантов, как очистить мутную воду в бассейне химией. Например, альгициды продаются уже в готовом виде. Они очищают воду в бассейне и обеззараживают ее. Отсутствие хлора позволяет не нарушать уровень кислотности в воде, но без хлора можно убрать не все бактерии. Альгициды эффективны, как правило, против водорослей.
• Хлорсодержащие вещества. В этом случае можно использовать как обычную белизну, так и специальные препараты для бассейна, содержащие хлор. Они выпускаются в виде жидкостей, порошка, гранул. Хлор прекрасно справляется с патогенной микрофлорой, но требует соблюдения строгой дозировки.
• Народные средства. Использовать можно зеленку, соль, соду, перекись. При соблюдении концентрации они могут быть достаточно эффективными. Но найти универсальное решение трудно. Одно вещество устраняет бактерии, другое – водоросли и грибки.
• Электрофизический способ. Существуют современные приборы с функцией ионизации, озонаторы, которые позволяют очистить воду. Продаются также ультрафиолетовые лампы, предназначенные специально для бассейнов. Этот метод эффективный, но не самый дешевый. Это отличный способ, как избавиться от мутной воды в бассейне при норме хлора и ph.

При выборе средства и метода очистки нужно учитывать не только его стоимость, но и безопасность, длительность эффекта. Например, насосы и приборы прекрасно очищают воду, но сделать ее прозрачной могут не всегда. Для этого эффективнее будет специальная химия.

Очистка воды с помощью перекиси водорода

Многие доверяют проверенным народным методам. Однако иногда возникают сомнения, стоит ли чистить бассейн от зелени перекисью. Преимуществ у такого способа достаточно много:

• Перекись удаляет практически любые бактерии и болезнетворные микроорганизмы;
• Она придает кристальную чистоту и прозрачность воде, осветляет ее;
• Эффект длится до месяца, поэтому часто чистить воду не придется;
• Вещество не опасно для организма, если соблюдать дозировку;
• Перекись не имеет неприятного, резкого запаха;
• Цена такой очистки будет очень невысокой;
• Уровень кислотности не нарушается, после очистки его не придется проверять;
• Помощь профессионалов не требуется, использовать перекись может любой человек.

Мутная вода в бассейне после добавления перекиси водорода может оставаться из-за того, что вода в бассейне слишком теплая. Эффективность перекиси снижается, если температура воды превышает 28 градусов.

Если говорить о том, как почистить бассейн от зелени перекисью, то способ применения очень прост. По инструкции в зависимости от количества воды в бассейне нужно подготовить раствор, а потом просто вылить его в бассейн. Под воздействием перекиси может появиться коричневый осадок или налет на стенках. Его просто удаляют через 24 часа после проведения очистки.

Нужно помнить, что при использовании перекиси необходимы защитные перчатки. Сутки после добавления в воду вещества в ней не рекомендуется купаться, а также накрывать бассейн защитной пленкой.

Через сутки все вещество полностью распадется на активный кислород, и вода станет безопасной для купания.

Трудность заключается в том, что раствор нужно перемешать в воде. Но бассейн достаточно большой. Поэтому придется небольшими порциями вливать раствор перекиси по всему периметру бассейна.

Несмотря на простоту и доступность, этот метод имеет свои недостатки. Например, при частом его использовании усиливается негативное воздействие на кожу. Если у кого-то из членов семьи чувствительная кожа, лучше использовать специальные средства для чистки воды в бассейне. Они разрабатываются специально таким образом, чтобы не повреждать кожу и материалы резервуара.

 

Расщепление воды с эффективностью 100%: полдела сделано / Хабр

Если найти дешёвый и простой способ электролиза/фотолиза воды, то мы получим невероятно богатый и чистый источник энергии — водородное топливо. Сгорая в кислороде, водород не образует никаких побочных выделений, кроме воды. Теоретически, электролиз — очень простой процесс: достаточно пропустить электрический ток через воду, и она разделяется на водород и кислород. Но сейчас все разработанные техпроцессы требуют такого большого количества энергии, что электролиз становится невыгодным.

Теперь учёные решили часть головоломки. Исследователи из Технион-Израильского технологического института разработали метод проведения второго из двух шагов окислительно-восстановительной реакции — восстановления — в видимом (солнечном) свете с энергетической эффективностью 100%, значительно превзойдя предыдущий рекорд 58,5%.

Осталось усовершенствовать полуреакцию окисления.

Столь высокой эффективности удалось добиться благодаря тому, что в процессе используется только энергия света. Катализаторами (фотокатализаторами) выступают наностержни длиной 50 нм. Они абсорбируют фотоны от источника освещения — и выдают электроны.

В полуреакции окисления производятся четыре отдельных атома водорода и молекула О₂ (которая не нужна). В полуреакции восстановления четыре атома водорода спариваются в две молекулы H₂, производя полезную форму водорода — газ H₂,

Эффективность 100% означает, что все фотоны, поступившие в систему, участвуют в генерации электронов.

На такой эффективности каждый наностержень генерирует около 100 молекул H₂ в секунду.

Сейчас учёные работают над оптимизацией техпроцесса, который пока что требует щелочной среды с невероятно высоким pH. Такой уровень никак не приемлем для реальных условий эксплуатации.

К тому же, наностержни подвержены коррозии, что тоже не слишком хорошо.

Тем не менее, сегодня человечество стало на шажок ближе к получению неиссякаемого источника чистой энергии в виде водородного топлива.

Научная работа опубликована в журнале Nano Letters (зеркало).

Как и чем можно почистить серебро в домашних условиях от черноты

Содержание

Вы замечали, что со временем на любимых серебряных кольцах и сережках образуется темный налет? Это чернота на украшениях может появляться от чего угодно: мыла, лосьонов и кремов для тела, от повышенной влажности и даже от воздуха. Это неизбежно. На любом серебре, даже высшей пробы, с годами появляется чернота. Но это не причина забрасывать любимые серебряные вещи подальше в угол и больше никогда не надевать. Есть много возможностей, как убрать темный налет самостоятельно.

Собрали эффективные способы чистки серебра в домашних условиях от черноты.

Почему серебро темнеет

Внешние раздражители, неправильный уход и хранение — все это является причинами появления черноты. Главный «враг» серебра — сера, а точнее сероводород. Под воздействием серы и ее окислов серебряные изделия покрываются тонкой чернеющей пленкой. Избежать действия сероводорода на изделия невозможно, он есть практически везде, даже в воздухе (благодаря выхлопным газам и выбросам).

Еще одна причина образовавшегося темного налета — низкое качество металла. Если используется некачественная лигатура и низкопробное серебро, то предмет быстро почернеет, даже без агрессивного воздействия окружающей среды.

Но хотим напомнить, даже серебро самой высокой пробы 925 со временем темнеет. Чтобы отсрочить этот момент мастера наносят тонкий слой родия. Так украшение дольше остается блестящим.

Кроме этого, темный налет может появиться из-за повышенного потоотделения, использования уходовой косметики, из-за контакта с бытовыми моющими средствами. 

Еще раз, появление черноты на серебре — это естественный процесс. И беспокоиться стоит только, если изделие быстро потемнело за несколько дней. В остальных случаях темный налет можно легко убрать самостоятельно.

Чем чистить серебро: эффективные способы

Вариантов чем чистить серебро в домашних условиях огромное множество. Но не всё так просто, как кажется. Сначала нужно подготовить его к чистке.

Во-первых, обращайте внимание на состав металла. Важно понять, какой процент примесей и каких в предмете. И уже только после этого подбирать подходящее средство для очистки.

Во-вторых, перед чисткой учитывайте различные вставки: камни, крепления, рельефы. Если украшение миниатюрное или есть множество мелких рельефных извилин, или сложное плетение и есть россыпь камней, лучше отдать изделие на чистку профессионалам. Они точно знают, как и чем очистить даже труднодоступные места украшения.

Если вы не хотите переплачивать и уверены, что справитесь сами, читайте ниже и выбирайте подходящий способ очистки серебряных вещей от черноты в домашних условиях.

Чистка фольгой и содой

Пожалуй, самый распространенный и действенный способ — очищение серебра содой.

Все что вам понадобится, это: вода, сода и фольга.

• В кипяченую воду добавьте 2 ст.л. соды.
• Опустите туда полоску алюминиевой фольги.
• И оставьте в ней серебро на 15-20 минут.
• После прополоскайте серебро под краном и хорошо вытрите.

В результате реакции серебра с щелочным раствором почернение исчезает, и, к любимым украшениям возвращается блеск и сияние, как и в первый день покупки.

Но помните, чистить серебро сухой содой нельзя. Из-за абразивности средства на украшениях могут остаться мелкие царапины, что, конечно, испортит внешний вид.

Нашатырный спирт

Еще наши бабушки использовали этот метод, чтобы очистить столовое серебро и украшения. Аммиачный раствор мягко очищает почернения, грязь и жир, не травмируя поверхность серебряного предмета.

Рецепт прост. Добавляем в воду немного нашатыря и помещаем туда серебряные предметы, оставляем на полчаса (можно и на дольше, если чернота все еще осталась). Минимум хлопот.

Нашатырь хорош еще и тем, что им можно снять черноту с изделий с помутневшими камнями. Этот способ хоть и долгий, но не такой агрессивный и точно не испортит любимые украшения.

Перекись водорода

Можно почистить серебро перекисью водорода, но осторожно. Все потому, что перекись может как слишком отбелить поверхность, так и оставить мутность и налет, особенно когда сплав серебра содержит много других примесей. Поэтому только одной перекисью не обрабатывают серебро. А вот в комбинации с нашатырем перекись дает положительный результат.

Делаем водный раствор из перекиси водорода и нашатырного спирта и оставляем в нем серебро на 20 минут.

Уксус

Если нашатырного спирта не оказалось дома, можно воспользоваться старым добрым уксусом. Просто оставляем предметы из серебра в 6% или 9% уксусном растворе и оставляем на два часа. Если это не помогло, можно усилить действие немного подогрев уксус. После не забудьте хорошо промыть и протереть насухо все предметы.

Лимонная и другие кислоты

Чистят серебряные предметы еще и «лимонкой». Все, что вам понадобится, чтобы удалить черноту — пол-литра воды и лимонная кислота. В сотейнике наливаем воды и высыпаем лимонную кислоту, доводим до кипения и погружаем серебро на 15 минут. Можно положить на дно какой-либо медный предмет, чтобы добиться более сильного эффекта.

Зубная паста

Зубная паста уж точно есть в каждом доме. Для отбеливания серебра используйте пасту без примесей, самую обычную. Возьмите мягкую тряпочку или щетку, смочите и нанесите небольшое количество зубной пасты, затем аккуратно протрите серебряные изделия, стараясь не поцарапать их.

Для большего эффекта можно попробовать зубной порошок. Но будьте осторожны. Это не самый деликатный способ чистки и применять его лучше только для тех предметов, не представляющих ценность. Сделайте полужидкую массу из зубного порошка и нанесите ее на смоченную мягкую салфетку. Протирайте украшения только в одном направлении, чтобы минимизировать риск появления микроцарапин.

Кока-кола

Чудодейственные способности кока-колы избавляться от накипи и ржавчины известны всем, но не ограничиваются только этим. С помощью кока-колы вы также сможете легко придать потемневшему серебру сверкающий вид.

Вскипятите кока-колу и пять минут поварите в ней серебряные предметы. После чистки прополоскайте и просушите.

Паста ГОИ

Это уже профессиональное средство для чистки серебра. А впервые ее получили в государственном оптическом институте, оттуда, собственно, и название пасты. Чистка пастой ГОИ достаточно трудоемкий и опасный метод. Так как из-за неправильно подобранной пасты ГОИ (а их есть несколько видов) можно сильно поцарапать поверхность.

Для серебряных предметов берите пасту под номером три. Она хорошо матирует поверхность и не оставляет штрихов.

• Наносим пасту на тряпочку (можно предварительно смочить в бензине, чтобы не царапать серебро).
• Терпеливо обрабатываем изделие. Времени понадобится достаточно, но результат того стоит.

Губная помада

Не самый очевидный способ, но достаточно эффективный. А все благодаря тому, что в составе помады содержатся жиры и диоксид титана, которые и помогают удалять грязь быстро и аккуратно.

Просто возьмите помаду и намажьте ей серебро, а затем мягко полируйте салфеткой до скрипа.

Мыльный раствор

Простой и безопасный способ очистить серебро, чтобы оно блестело. С трудными загрязнениями и въевшейся чернотой он не справится, а вот с легким потемнением вполне. Плюс таким образом можно чистить предметы с камнями. Оставьте в мыльном растворе столовое серебро или ювелирные изделия на двадцать минут. Можно «помассировать» предметы мягкой зубной щеткой для более глубокой чистки.

Соль

Обыкновенная соль также служит хорошим средством для удаления черноты с поверхности серебряных изделий. Сделайте солевой раствор в расчете на 1 стакан одна чайная ложка соли и прокипятите украшения в течение 10-15 минут.

Как почистить серебро с камнями

Украшения с камнями подлежат особо бережной чистке. Прежде всего, нужно точно знать, какой вид камня инкрустирован в изделие. От этого уже будет зависеть и метод очистки.

• Изумруд, сапфир, аквамарин — эти камни обладают высокой плотностью, а потому им не страшно ничего. Можно смело кипятить такие украшения, чистить содой и нашатырем.
• Гранат, рубин — а вот эти камни не переносят высоких температур, так что от кипячения лучше отказаться. Здесь подойдут более щадящие способы чистки.
• Украшения с малахитом, бирюзой, опалом, лунным камнем — не стоит чистить их абразивными средствами, это нежные камни. Лучше ограничиться мягкой тканью,смоченной в разбавленном спирте и ванночкой с мыльным раствором. Но не оставляйте надолго в воде, они этого не любят.
• Жемчужные, янтарные, перламутровые и коралловые камни — самые чувствительные. Надежный способ не испортить украшение — отдать на чистку профессионалу. Если все-таки хотите попробовать сами, используйте только мягкую влажную салфетку для очистки поверхности камня, а для серебряного основания попробуйте школьный ластик.

Как чистить родированное серебро

Ювелиры часто наносят родиевое покрытие на серебряные предметы. А все для того, чтобы серебро могло дольше радовать вас блеском и первоначальным цветом. Но даже такие предметы со временем все равно придется чистить.

Выбирайте только мыльный раствор. Негативно влияют на родиевое напыление кислоты, абразивные вещества и нашатырь.

Как почистить столовое серебро?

Здесь подойдут любые способы — от нашатыря до зубной пасты. Но обычно берут раствор соды с солью в равных пропорциях и замачивают в нем столовые приборы на 20 минут. После процедуры чистки полируют ложки, вилки тканью до блеска.

Как почистить черненое серебро?

В этом случае забудьте про агрессивные растворы. Это все средства, которые могут повредить черненое покрытие — нашатырный спирт, кислота, абразивы и кипячение. Вместо этого снова используем мыльную воду (для эффективности можно добавить щепотку соды). Поверхность обрабатываем аккуратно, не надавливая и не втирая. Здесь важно увидеть ту грань, где заканчивается грязь и начинается родное черное покрытие серебра.

Чистка черненого серебра в домашних условиях

Есть всего два способа очистить черненое серебро — это мыльная вода и картофель.

• Готовим мыльный раствор с содой и замачиваем в нем серебро на полчаса. Можно пройтись по поверхности зубной щеткой, не надавливая с силой.
• В холодную воду кладем 3-5 штук очищенных картофелин и оставляем черненое серебро в этой воде на 3-4 часа. После промываем водой из-под крана, и если грязь где-то осталась, можно пройтись по поверхности ластиком.

Как почистить позолоченное серебро

Тут нет особого способа. Для позолоченного серебра можно выбрать любой из методов, описанных выше. Выбирайте тот, который вам больше подходит.

Как почистить матовое серебро

Матовое серебро не переносит кислот и абразивов, поэтому удаления черноты применяйте только щадящий мыльный раствор. Просто делайте чистку почаще.

Как ухаживать за серебром

Серебро — изысканный и благородный металл, который требует особого отношения и бережного ухода.

• Не забывайте о регулярной чистке. Не доводите до такой степени, что справиться с темным налетом будет под силу только мастеру и никакие домашние методы уже не подействуют.
• Жесткие абразивные средства лучше сразу оставить для других нужд.
• Украшения лучше снимать, когда вы делаете уборку или занимаетесь спортом.
• Для серебра 925 пробы используйте только профессиональные средства. Или отдайте в мастерскую.
• Через 3 дня после чистки на серебре появляется естественная защитная пленка. Оставьте «полежать» украшения на этот период времени.
• И, конечно, храните в подходящих условиях, чтобы серебро не темнело.

Как правильно хранить серебро

Чтобы серебряные предметы медленнее темнели, нужно хранить их правильно.

А именно:

• В закрытой шкатулке, ящике и при минимальной влажности
• Столовые серебряные приборы, которые вы достаете только по праздникам, можно после мытья завернуть в фольгу или в мягкую ткань (например, подойдет фланель) и убрать в шкаф.
• Нельзя хранить серебряные предметы вместе с лекарствами или косметикой, и тем более с химическими средствами.

Вот и все. Не такие уж и сложные правила, не так ли?

При правильном уходе и хранении ваши любимые серебряные вещи будут долго радовать вас красивым видом и нежным сиянием.

Новый способ сделать водородную энергию из воды намного дешевле

Ученые показывают, как использование только воды, железа, никеля и электричества позволяет производить водородную энергию гораздо дешевле, чем раньше.

Автомобили с водородным двигателем вскоре могут стать больше, чем просто новинкой после того, как группа ученых под руководством UNSW продемонстрировала гораздо более дешевый и устойчивый способ создания водорода, необходимого для их работы.

В исследовании, опубликованном недавно в Nature Communications, ученые из Университета штата Южный Уэльс в Сиднее, Университета Гриффита и Технологического университета Суинберна показали, что улавливание водорода путем отделения его от кислорода в воде может быть достигнуто за счет использования в качестве катализаторов дешевых металлов, таких как железо и никель, которые ускоряют эта химическая реакция требует меньше энергии.

Железо и никель, которые в изобилии встречаются на Земле, заменят драгоценные металлы рутений, платину и иридий, которые до сих пор считаются эталонными катализаторами в процессе «расщепления воды».

Профессор школы химии UNSW Чуан Чжао говорит, что при расщеплении воды два электрода прикладывают к воде электрический заряд, который позволяет отделять водород от кислорода и использовать его в качестве энергии в топливном элементе.

«Мы покрываем электроды нашим катализатором, чтобы снизить потребление энергии», — говорит он.«На этом катализаторе есть крошечный наноразмерный интерфейс, где железо и никель встречаются на атомном уровне, который становится активным центром для расщепления воды. Именно здесь водород может быть отделен от кислорода и уловлен в качестве топлива, а кислород может быть выделен как экологически безопасные отходы ».

В 2015 году команда профессора Чжао изобрела никель-железный электрод для выработки кислорода с рекордно высокой эффективностью. Однако профессор Чжао говорит, что железо и никель сами по себе не являются хорошими катализаторами для производства водорода, но там, где они соединяются в наномасштабе, «происходит волшебство».

«Наноразмерный интерфейс коренным образом меняет свойства этих материалов», — говорит он. «Наши результаты показывают, что никель-железный катализатор может быть таким же активным, как и платиновый, для производства водорода.

«Дополнительным преимуществом является то, что наш железо-никелевый электрод может катализировать образование как водорода, так и кислорода, поэтому мы не только можем сократить производственные затраты за счет использования элементов, богатых землей, но также и затраты на производство одного катализатора вместо двух».

Беглый взгляд на сегодняшние цены на металлы показывает, почему это могло бы изменить правила игры, необходимые для ускорения перехода к так называемой водородной экономике.Цена на железо и никель составляет 0,13 и 19,65 доллара за килограмм. Напротив, рутений, платина и иридий оцениваются в 11,77, 42,13 и 69,58 долларов за грамма — другими словами, в тысячи раз дороже.

«В настоящий момент, когда мы экономим на ископаемом топливе, у нас есть огромный стимул перейти к водородной экономике, чтобы мы могли использовать водород в качестве экологически чистого энергоносителя, которого много на Земле», — говорит профессор Чжао.

«Мы говорили о водородной экономике целую вечность, но на этот раз похоже, что она действительно приближается.”

Профессор Чжао говорит, что если технология разделения воды получит дальнейшее развитие, однажды могут появиться водородные заправочные станции, похожие на сегодняшние заправочные станции, куда вы могли бы пойти и заправить свой автомобиль на водородных топливных элементах газообразным водородом, полученным в результате этого разделения воды реакция. Заправку можно было произвести за считанные минуты по сравнению с часами в случае электромобилей с литиевым аккумулятором.

«Мы надеемся, что наши исследования могут быть использованы такими станциями для производства собственного водорода с использованием устойчивых источников, таких как вода, солнечная энергия и эти недорогие, но эффективные катализаторы.”

Ссылка: «Общее электрохимическое расщепление воды на гетерогенной границе раздела никеля и оксида железа» Брайан Х. Р. Сурьянто, Юн Ван, Розали К. Хокинг, Уильям Адамсон и Чуан Чжао, 6 декабря 2019 г., Nature Communications .
DOI: 10.1038 / s41467-019-13415-8

Авторы исследовательской работы: Брайан Сурьянто (UNSW), Юн Ван (Griffith), Розали Хокинг (Swinburne), Уильям Адамсон (UNSW) и Чуан Чжао (UNSW).

Производство и доставка водорода | Водород и топливные элементы | Водородные и топливные элементы

Исследователи из NREL разрабатывают передовые процессы для экономичного производства водорода. из устойчивых ресурсов.

Узнайте, как NREL развивает и продвигает ряд путей к возобновляемому водороду производство. Текстовая версия

Биологическое расщепление воды

Некоторые фотосинтетические микробы используют световую энергию для производства водорода из воды в виде часть их метаболических процессов.Поскольку кислород образуется вместе с водородом, фотобиологическая технология производства водорода должна преодолевать присущую ему чувствительность к кислороду ферментативных систем, выделяющих водород. Исследователи NREL решают эту проблему с помощью скрининг на естественные организмы, которые более устойчивы к кислороду и создание новых генетических форм организмов, способных поддерживать производство водорода в наличие кислорода.Исследователи также разрабатывают новую систему, в которой используется метаболический переключение (лишение серы) на цикл клеток водорослей между фотосинтетическим ростом фаза и фаза производства водорода.

Контактное лицо: Мария Гирарди

Ферментация

Ученые NREL разрабатывают технологии предварительной обработки для преобразования лигноцеллюлозного биомасса в сырье, богатое сахаром, которое может быть непосредственно ферментировано для получения водорода, этанол и ценные химикаты.Исследователи также работают над определением консорциума. Clostridium, которые могут непосредственно сбраживать гемицеллюлозу до водорода. Другое исследование области включают в себя биоразведку эффективных целлюлолитических микробов, таких как Clostridium thermocellum, который может сбраживать кристаллическую целлюлозу непосредственно до водорода, чтобы снизить затраты на сырье. После идентификации модельной целлюлолитической бактерии ее потенциал для генетических манипуляций, включая чувствительность к антибиотикам и простоту генетического трансформация, будет определена.Будущие проекты ферментации NREL будут сосредоточены на по разработке стратегий для создания мутантов, которые селективно блокируются от производства отработанные кислоты и растворители для максимального увеличения выхода водорода.

Контактное лицо: Пин-Чинг Манесс

Конверсия биомассы и отходов

Водород можно производить путем пиролиза или газификации ресурсов биомассы, таких как сельскохозяйственные остатки, такие как скорлупа арахиса; бытовые отходы, включая пластмассы и отходы смазка; или биомасса, специально выращенная для использования в энергии.Пиролиз биомассы производит жидкий продукт (био-масло), содержащий широкий спектр компонентов, которые могут быть разделены на ценные химические вещества и топливо, включая водород. Исследователи NREL в настоящее время сосредоточены на производстве водорода путем каталитического риформинга пиролиза биомассы продукты. Конкретные области исследований включают реформирование потоков пиролиза и разработку и испытание псевдоожижаемых катализаторов.

Контактное лицо: Ричард Френч

Фотоэлектрохимическое расщепление воды

Самый чистый способ производства водорода — использование солнечного света для прямого разделения воды. в водород и кислород.Технология многопереходных ячеек, разработанная фотоэлектрическими промышленность используется для фотоэлектрохимических (PEC) систем сбора света, которые генерируют достаточное напряжение для разделения воды и стабильны в среде вода / электролит. Разработанная NREL система PEC производит водород из солнечного света без дополнительных затрат. и усложнение электролизеров, при КПД преобразования солнечной энергии в водород На 12,4% ниже теплотворная способность при использовании отраженного света.Ведутся исследования, чтобы выявить больше эффективные, недорогие материалы и системы, долговечные и устойчивые к коррозии в водной среде.

Контактное лицо: Джон Тернер или Тодд Дойч

Гелиотермальное деление воды

Исследователи NREL используют реактор High-Flux Solar Furnace, чтобы концентрировать солнечную энергию и генерировать температуры от 1000 до 2000. градусов Цельсия.Для термохимической реакции требуются сверхвысокие температуры. циклы для производства водорода. Такой высокотемпературный, высокопоточный, термохимический процессы предлагают новый подход к экологически безопасному производству водорода. Очень высокие скорости реакции при таких повышенных температурах вызывают очень быструю реакцию. скорости, которые значительно увеличивают производительность и более чем компенсируют прерывистый характер солнечного ресурса.

Контактное лицо: Джуди Неттер

Возобновляемый электролиз

Возобновляемые источники энергии, такие как фотоэлектрическая энергия, ветер, биомасса, гидро- и геотермальная энергия. может обеспечить нашу страну чистой и устойчивой электроэнергией. Однако возобновляемая энергия источники естественным образом изменчивы, требуют накопления энергии или гибридной системы для размещения суточные и сезонные изменения.Одно из решений — производить водород путем электролиза — расщепления с помощью электрического тока — воды и использовать этот водород в топливном элементе для производства электричество в периоды низкого производства электроэнергии или пикового спроса, или для использования водорода в транспортных средствах на топливных элементах.

Исследователи из Центра интеграции энергетических систем NREL и Центра испытаний и исследований водородной инфраструктуры изучают вопросы, связанные с использованием возобновляемых источников энергии для производства водород путем электролиза воды.NREL тестирует интегрированные системы электролиза и исследует варианты дизайна для снижения капитальных затрат и повышения производительности.

Узнайте больше об исследованиях электролиза возобновляемых источников энергии NREL.

Контактное лицо: Кевин Харрисон

Надежность шланга дозатора водорода

С акцентом на снижение затрат и повышение надежности и безопасности NREL выполняет ускоренное тестирование и циклическое тестирование шлангов для подачи водорода на 700 бар на предприятии по интеграции энергетических систем с использованием автоматизированной робототехники для моделирования полевых условий.Посмотрите видео с роботом, который имитирует повторяющееся напряжение человека, сгибающегося и скручивающегося. шланг для подачи водорода в бортовой накопительный бак транспортного средства на топливных элементах. Исследователи проводить механические, термические испытания и испытания под давлением для новых и бывших в употреблении систем подачи водорода шланги. Материал шланга анализируется для выявления проникновения водорода, охрупчивания и т. Д. и зарождение / распространение трещины.

Контактное лицо: Кевин Харрисон

Анализ путей производства и доставки водорода

NREL выполняет анализ на системном уровне в различных областях устойчивого производства водорода. и пути доставки.Эти усилия сосредоточены на определении улучшений статуса, в результате от технологических достижений, стоимости как функции объема производства и потенциала для снижения затрат. Результаты помогают выявить препятствия на пути к успеху этих путей. основные факторы затрат и остающиеся проблемы НИОКР. Разработанные NREL тематические исследования по анализу водорода обеспечивают прозрачные прогнозы текущих и будущих затрат на производство водорода. Узнайте больше о работе NREL по системному анализу.

Контактное лицо: Женевьева Заур

Сеть энергетических материалов HydroGEN

NREL служит ведущей лабораторией консорциума HydroGEN Energy Materials Network (EMN).

Последние публикации

Прямое преобразование солнечной энергии в водород с помощью инвертированного метаморфического многопереходного полупроводника Архитектура, Энергия природы (2017)

Замечательная стабильность немодифицированных фотокатодов GaAs при выделении водорода в Кислый электролит, , Журнал химии материалов A (2016)

Эффективность преобразования солнечной энергии в водород: яркий свет на производительность фотоэлектрохимических устройств, Энергетика и экология (2016)

Обратимая пассивация поверхности GaInP2 за счет адсорбции воды: модельная система для зависимости от окружающей среды Фотолюминесценция, Журнал физической химии C (2016)

CO2-фиксирующий метаболизм одного углерода в разрушающей целлюлозу бактерии Clostridium thermocellum, Труды Национальной академии наук, (2016)

Путь фосфокетолазы способствует метаболизму углерода у цианобактерий, Nature Plants (2016)

Контакт

Huyen Dinh

Электронная почта
303-275-3605

Великобритания построит свои первые дома, работающие на водороде, к

апреля

Тим Грэм | Новости Getty Images | Getty Images

Первый U.K. Дома, в которых бытовая техника, включая бойлеры, печи и духовки, работающие исключительно на водороде, должны быть открыты к апрелю, и власти надеются, что эти здания предоставят общественности «возможность заглянуть в потенциальный дом будущего».

Проект развития двух двухквартирных домов получил финансирование в размере 250 000 фунтов стерлингов (около 347 175 долларов США) в рамках программы Hy4Heat правительства Великобритании.

Кроме того, две компании — Northern Gas Networks и Cadent — предоставят каждой по 250 000 фунтов стерлингов на эту инициативу.Дома будут расположены на территории компании Northern Gas Networks в Лоу-Торнли, Гейтсхед, на северо-востоке Англии.

Общая идея застройки — дома не предназначены для проживания — состоит в том, чтобы подчеркнуть, как водород может в конечном итоге заменить природный газ, ископаемое топливо, в домашних условиях. С этой целью представителям общественности будет разрешено посетить здания и посмотреть, как работают водородные приборы.

«В отличие от природного газа, на который приходится более 30% выбросов углерода в Великобритании, водород не производит углерода в месте использования, а единственным побочным продуктом является вода», — заявило во вторник правительство.

Описанный Международным энергетическим агентством как «универсальный энергоноситель», водород имеет широкий спектр применений и может быть использован в таких секторах, как промышленность и транспорт. Примеры его использования в последнем включают поезда, самолеты, автомобили и автобусы, работающие на водородных топливных элементах.

Водород можно получить с помощью электролиза, при котором вода расщепляется на кислород и водород. Если электричество в процессе поступает из возобновляемого источника, то конечный продукт называют «зеленым водородом».»

Газообразный водород, используемый в домах в Гейтсхеде, сначала будет поставляться в бутылочной форме, хотя в будущем можно будет использовать зеленый водород.

Этот проект является частью более широких усилий по декарбонизации Великобритании. Премьер-министр Борис Джонсон обнародовал детали плана из 10 пунктов так называемой «зеленой промышленной революции».

Этот план включает в себя цель развития города, «полностью отапливаемого водородом» к концу этого десятилетия. также посмотрите, как правительство опубликует Водородную стратегию, в которой будут «изложены планы» по развитию водородной экономики в США.K.

Разработка в Гейтсхеде — не единственный проект в Великобритании, ориентированный на использование водорода в бытовых условиях.

В ноябре прошлого года регулирующий орган по вопросам энергетики Ofgem объявил, что выделит до 18 миллионов фунтов стерлингов на финансирование в Шотландии схемы, основанной на использовании зеленого водорода для отопления домов.

Еще 6,9 миллиона фунтов стерлингов инвестиций в проект, известный как h200 Fife, должны поступить от правительства Шотландии.

В заявлении того времени SGN, фирма, отвечающая за газовую сеть в Шотландии и на юге Англии, описала эту инициативу как «демонстрационную сеть, состоящую из 100% водорода…, которая доведет безуглеродное отопление и приготовление пищи до 300 домов с конца 2022 года.

В США в декабре прошлого года компания Southern California Gas Co. объявила о планах строительства своего дома для водорода h3.

В заявлении того времени фирма описала этот проект как «первый в своем роде». для США и сказал, что он будет состоять из «дома, солнечных панелей, домашней батареи, электролизера для преобразования солнечной энергии в чистый водород и топливного элемента для преобразования этого водорода обратно в электричество».

Кроме того, дом — который должен быть завершен к концу этого года — будет использовать смесь водорода и природного газа для работы своих приборов.

4 способа получения газообразного водорода дома или в лаборатории

Электролиз воды — один из простых способов получения газообразного водорода. (Wikihow / CC BY-NC-SA 3.0)

Газообразный водород легко сделать дома или в лаборатории, используя обычные химические вещества и повседневные материалы. Получив газ, вы можете использовать его для множества интересных научных проектов. Конечно, вы не «производите» водород, поскольку это элемент. Он образуется в результате химических реакций, которые его высвобождают. Вот как безопасно получить водород.

Получение газообразного водорода — Метод 1

Электролиз воды (H ₂ O) — один из самых простых способов получения газообразного водорода.Электролиз расщепляет воду на газообразный водород и газообразный кислород. Таким образом, вы также можете собирать нечистый кислород, используя этот метод.

Материалы

Для этого метода необходимы только основные материалы:

• Вода
• 9-вольтовая батарея
• 2 скрепки (или проволока)
• Емкость с водой

Процедура

скрепки и подсоедините по одной к каждой клемме аккумулятора.
1. Поместите другие концы, не касаясь, в емкость с водой.Поздравляю! У вас электролиз.
2. Вы увидите пузыри на обоих проводах. Тот, у которого больше пузырьков, выделяет чистый водород. Остальные пузырьки — это нечистый кислород. Чтобы проверить, какой газ является водородом, поднесите к баллону зажженную спичку или зажигалку. Пузырьки водорода загорятся; пузырьки кислорода не горят.
3. После того, как вы определили источник водорода, вы можете его забрать. Соберите газообразный водород, перевернув наполненную водой трубку или сосуд над проволокой, производящей газообразный водород.Причина, по которой вам нужна вода в контейнере, заключается в том, чтобы вы могли собирать водород, не получая воздуха. Воздух содержит 20% кислорода, который вы не должны попадать в контейнер, чтобы он не стал опасно воспламеняющимся. Не собирайте газ, отходящий от обоих проводов, в один и тот же контейнер, так как это смесь водорода и кислорода, которая легко воспламеняется. Если хотите, вы можете использовать второй контейнер с водой для сбора нечистого кислорода.
4. Отсоедините аккумулятор. Закройте или закройте емкость с водой и газом, прежде чем перевернуть ее вправо.Промаркируйте контейнер.

Получение водородного газа — Метод 2

Хотя электролиз является хорошим методом получения водорода, есть два усовершенствования, которые значительно повышают выход. Первый — использовать грифель карандаша (чистый графит) в качестве электродов. Второй совет — добавить в воду щепотку соли, которая станет электролитом.

Из графита получаются хорошие электроды, поскольку он электрически нейтрален и не растворяется во время электролиза. В воде соль диссоциирует на ионы и увеличивает ток, ускоряя реакцию электролиза.

Материалы

Помимо карандашей и соли, существенным изменением является то, что у вас появилось больше возможностей для батареи.

• 2 карандаша
• Соль (хлорид натрия или английская соль)
• Картон
• Вода
• Батарея (может опуститься до 1,5 В, так как есть электролит)
• 2 Скрепки или кусочки электрического провода
• Емкость с водой

Процедура

1. Снимите ластики и металлические колпачки с карандашей и заточите оба конца, чтобы обнажить грифель карандаша.
2. Добавьте щепотку соли в емкость с водой.
3. Используйте картон, чтобы подставить карандаши в соленую воду. Положите картон на емкость с водой. Вставьте карандаши в картон так, чтобы грифель был погружен в жидкость, но не касался дна или стенок емкости.
4. Прикрепите проволоку к каждому карандашу. Подключите каждый провод к клемме аккумулятора.
5. Соберите газ, как и раньше, в емкость, наполненную водой.

Получение газообразного водорода — Метод 3

При химических реакциях часто выделяется газообразный водород.Одна реакция происходит между цинком и соляной кислотой с образованием хлорида цинка и газообразного водорода:

Zn (s) + 2HCl (l) → ZnCl ₂ (l) + H ₂ (g)

Большинство металлов реагируют с кислотой для выделения водорода, поэтому не стесняйтесь заменять железо или алюминий, если он более доступен. Собирать газ немного сложнее из-за кислоты. Рекомендуется проводить эту реакцию в вытяжном шкафу и в защитных очках и перчатках. Один из способов — перевернуть стеклянный сосуд с кислотой над металлом, чтобы газ вытеснил жидкость.Гораздо безопаснее перевернуть пустую емкость для сбора реакционной смеси и позволить водороду вытеснить воздух. Водород легче воздуха и будет подниматься вверх. В конце процесса сборная ёмкость будет содержать немного воздуха (и кислорода).

Материалы и процедура

• Соляная кислота или соляная кислота
• Гранулы цинка (или полоски алюминиевой или железной опилки)

При смешивании кислоты и металла немедленно выделяются пузырьки газообразного водорода. Будьте осторожны, чтобы не прикасаться к кислоте.Кроме того, ожидайте выделения тепла в результате этой экзотермической реакции.

Получение водородного газа — Метод 4

Сильные основания также активно реагируют со многими металлами. Гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид калия (КОН) содержат элемент водород и выделяют водородный газ. Например, реакция алюминия и гидроксида натрия с образованием водорода и алюмината натрия:

2Al (s) + 6NaOH (aq) → 3H ₂ (g) + 2Na ₃ AlO ₃ (aq)

Материалы

• Гидроксид натрия (обычно продается в качестве очистителя канализации)
• Алюминий (часто входит в состав очистителей канализации или можно использовать алюминиевую фольгу)
• Вода

Процедура

1. Поместите очиститель канализации и алюминий в стакан блюдо.Не используйте металл или пластик, потому что очиститель канализации может вступить в реакцию с металлом. Тепло, выделяемое в результате реакции, может повредить пластик.
2. Наполните стеклянную емкость водой для сбора газообразного водорода.
3. Переверните емкость с водой над кучей химикатов и соберите водород.

Информация по безопасности

• Ознакомьтесь с информацией о безопасности для любых химических веществ, которые вы можете использовать. В частности, соляная кислота (сильная кислота) и гидроксид натрия (сильное основание) являются едкими веществами и могут вызвать химические ожоги.Если вы используете эти химические вещества, обязательно надевайте перчатки, защитные очки и другое защитное снаряжение.
• Храните водород вдали от открытого огня, источников тепла и возгорания.
• Имейте в виду, что смешивание газообразного водорода с кислородом или воздухом (который содержит кислород) увеличивает его воспламеняемость, поскольку кислород является окислителем.

Если вам нравится получать газообразный водород и вы хотите попробовать аналогичный проект, попробуйте сделать газообразный хлор.

Ссылки

Видео Консорциума по передовым материалам для разделения воды HydroGEN (текстовая версия)

Ниже приводится текстовая версия видео Консорциума по передовым материалам для разделения воды HydroGEN.

Видео начинается с ночных снимков США из космоса и проезжающих мимо мостов Золотые Ворота.

Тони МакДэниел, заместитель директора HydroGEN и главный исследователь, Sandia National Laboratories: Я считаю, что решение энергетических потребностей нашей страны ответственным, возобновляемым и безопасным образом является действительно социальным императивом.

Видео фрагментирует изображения линий электропередачи.

Адам Вебер, заместитель директора HydroGEN и главный исследователь, Национальная лаборатория Лоуренса Беркли: В Министерстве энергетики есть инициативы, такие как водород в масштабе, который в основном говорит: можем ли мы изменить нашу энергетическую структуру?

На видео показана схема концепции h3 @ Scale.

Тони МакДэниел: Водород является энергоносителем. И цель состоит в том, чтобы использовать его в максимально возможном количестве в транспортном, промышленном и других секторах, чтобы вытеснить углеродный компонент, подпитывающий наше общество. Как вы это делаете, это отдельная история.

На видео показаны резервуары для хранения водорода, человек, заправляющий автомобиль на водородной заправочной станции, и электростанция, затем переход к исследователям, работающим в лаборатории.

Хуен Динь, директор HydroGEN и главный исследователь, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии: Вы должны уметь производить водород по низкой цене.Вы должны иметь возможность хранить его по низкой цене. Вы должны иметь возможность перемещать его по низкой цене. И вам тоже нужно пользоваться. Сеть HydroGEN Energy Materials Network заключается в том, что мы занимаемся производством водорода в масштабах компании Hydrogen at Scale.

На видео показана серия изображений: исследователи в лаборатории, вид с воздуха на кампус колледжа и люди, участвующие в совместном обсуждении.

Huyen Dinh: В нем участвуют люди, университеты, промышленность и национальные лаборатории по всему U.С. И у всех нас есть общая цель: производить дешевый возобновляемый водород, чтобы мир стал лучше.

На видео показаны капли воды и порезы на слайде с изображением основных лабораторий HydroGEN и технологий разделения воды.

Тони МакДэниел: Молекула воды — очень стабильная молекула. Итак, существуют различные способы отделения кислорода от водорода. Это то, чем мы действительно хотим заниматься. Когда мы говорим «расщепление молекулы воды», мы хотим отделить кислород от водорода.

На видео показаны люди, работающие внутри большого предприятия, сверху.

Адам Вебер: Мы изучаем несколько путей получения водорода. И один из основных способов, которые мы рассматриваем как более приближенный к коммерциализации, — это электролиз.

На видео показаны исследователи, работающие в лаборатории, тестирующие ячейки и батареи низкотемпературных электролизеров.

Нем Данилович, главный исследователь HydroGEN, Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли: Низкотемпературный электролиз — один из направлений, над которым я работаю в первую очередь.И в этом процессе мы используем электричество для разделения воды. И в рамках этого, по сути, мы смотрим на следующие вопросы: какие материалы из недрагоценных металлов мы можем использовать? Или мы можем уменьшить загрузку драгоценного металла, чтобы снизить стоимость?

На видео показаны исследователи, работающие в лаборатории определения характеристик материалов.

Huyen Dinh: Мы занимаемся открытием материалов. Делаем материалы. Мы их охарактеризуем. Но у нас также есть тестирование ячеек, от тестирования отдельных ячеек до штабелей и вплоть до всей системы, баланса завода.Мы проводим весь спектр исследований топливных элементов и водорода.

На видео показаны исследователи, работающие с системой низкотемпературного электролиза.

Адам Вебер: Что касается высокотемпературного электролиза, то мы работаем здесь над пониманием действительно высокотемпературных процессов, особенно в том, что касается отрасли ядерной энергетики.

На видео показана исследовательская лаборатория высокотемпературного электролиза.

Фрэнсис Хоул, главный исследователь HydroGEN, Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли: Также существует производство водорода с помощью фотоэлектрохимии.Фотоэлектрохимическое производство водорода включает размещение устройства перед имитатором солнечной энергии. Или на крыше у нас также есть солнечный трекер. Таким образом, мы можем проводить измерения в обоих местах. И наблюдаем, как работают эти устройства.

Видео показывает фотоэлектрохимическую исследовательскую лабораторию и солнечный трекер на крыше здания, затем переход к исследователю, смотрящему на инженерную схему на экране компьютера.

Тони МакДэниел: И еще есть путь в HydroGEN, где — вот где мой опыт, и здесь мы используем солнечную термическую химию.Мы берем эти оксиды металлов и подвергаем их воздействию очень, очень высоких температур. И это заставляет этот материал самопроизвольно десорбировать кислород.

На видео показана исследовательская лаборатория солнечной термохимии.

И затем, оттуда, мы можем взять этот восстановленный оксид металла, а затем мы можем перевести его в другое состояние при более низких температурах и подвергнуть его воздействию пара, и кислород из молекулы воды самопроизвольно вернется в этот оксид, полностью окисляя его, и желаемая часть водорода, H ₂ , волшебным образом улетает прочь.

На видео показана серия изображений исследователей, работающих в разных лабораториях.

Huyen Dinh: Мы используем теоретический подход, чтобы открывать новые материалы и выяснять, какие материалы мы должны начать производить, которые могут расщеплять воду. А затем мы их охарактеризуем. А затем, если они это делают или нет, мы возвращаемся назад, понимаем, используя теорию, чтобы помочь нам понять, почему эти материалы работают так, как они.

Риз Джонс, главный исследователь HydroGEN, Национальные лаборатории Сандиа: Когда кто-то видит что-то в своем эксперименте и говорит: «Я понятия не имею, почему это происходит» или «Я думаю, что это происходит из-за этого», Хорошая имитационная модель может помочь понять, почему это происходит, и, возможно, уточнить некоторые из этих предположений или теорий.

На видео показаны исследователи, просматривающие результаты моделирования на экранах компьютеров.

Фарид Эль Габали, главный исследователь HydroGEN, Sandia National Laboratories: Замечательно сосредоточиться на том, как получить максимальную отдачу от моей машины, и не беспокоиться о лучших синтезированных материалах. Потому что я знаю, что мне их предоставляют лучшие специалисты. Я могу предоставить результаты специалистам по моделированию. А это очень сложно иметь в маленькой команде. Так что вам нужно работать с лабораториями и учреждениями, ага.

Нем Данилович: Консорциум работает по принципу работы с проектами, финансируемыми извне. Это университеты, другие национальные лаборатории или промышленность.

На видео показаны несколько человек, участвующих в дискуссии на собрании, затем переход к исследователям, работающим в лаборатории.

Huyen Dinh: У нас есть более 21 проекта в США, которые сейчас работают над четырьмя различными технологиями разделения воды. И они не работают сами по себе.Они работают с нами.

Крис Капуано, программный менеджер по исследованиям и разработкам, Proton OnSite: Консорциум позволяет нам по существу быстрее продвигать технологию к коммерческому применению, а также позволяет нам вносить улучшения и оптимизацию в технологию, которая позволяет дальнейшее проникновение на эти рынки . Я думаю, что каждый раз, когда мы взаимодействуем с национальными лабораториями, я чувствую себя немного умнее после того, как разговариваю с ними по телефону.

На видео показаны скриншоты HydroGEN Data Hub и исследователей, совместно обсуждающих данные.

Тони МакДэниел: Вся информация, которая проходит между национальными лабораториями и саженцами или даже внутри национальных лабораторий, что способствует полноте сотрудничества, проходит через Data Hub.

Крис Мунк, руководитель центра данных HydroGEN, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии: Концентратор данных HydroGEN создан для совместной работы и обмена этими данными о водородных материалах с общественностью.

Тони МакДэниел: Руководство и видение Министерства энергетики и возможность построить что-то вроде HydroGEN и направить нашу энергию, наши знания и ресурсы, а также их ресурсы, потому что это общественные ресурсы, на решение этой проблемы, я думаю, что нельзя недооценивать.

Видео показывает групповое фото более 50 участников HydroGEN, а затем заканчивается отображением логотипов HydroGEN; шесть основных лабораторий: Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Национальная лаборатория Лоуренса Беркли, Национальные лаборатории Сандии, Национальная лаборатория Айдахо, Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора и Национальная лаборатория Саванна Ривер; и Управление по энергоэффективности и технологиям топливных элементов из возобновляемых источников энергии.

Демонстрационное видео по электролизерам и топливным элементам (текстовая версия)

Это текстовая версия демонстрационного видео по электролизерам и топливным элементам.

Зерик Халви:

Привет всем, я Зерик Халви, а это Сара Студер. Мы из офиса DOE по технологиям топливных элементов, а сегодня мы через дорогу от штаб-квартиры DOE, здесь, в Смитсоновских садах. И сегодня у нас есть для вас небольшая демонстрация топливных элементов. Так Сара, почему бы тебе не забрать это.

Сара Студер:

Отлично. Итак, сегодня я хочу поговорить с вами о топливных элементах и ​​водороде. Таким образом, топливные элементы — это действительно крутые устройства, которые берут химическую энергию топлива и преобразуют ее в электрическую всего за один шаг.Они действительно чистые и очень эффективные. Итак, у нас есть эта система сегодня, чтобы рассказать вам немного о различных технологиях.

Здесь у нас есть топливный элемент, но для начала нам нужно сделать топливо. Так что я на самом деле собираюсь начать с этого конца. Таким образом, топливные элементы могут использовать множество различных видов топлива — они могут использовать природный газ, они могут использовать биотопливо, такое как этанол, — но Управление технологий топливных элементов сосредоточено на использовании водорода в качестве источника топлива.

Zeric Hulvey:

Итак, здесь мы производим водород, очевидно, используя эту маленькую солнечную панель.Как еще можно получить водород?

Сара Студер:

Отличный вопрос. Так что я на самом деле поддерживаю команду по производству водорода, так что это моя основная область интересов. И что меня действительно волнует в водороде, так это то, что мы можем производить его из множества различных ресурсов, доступных здесь, в Соединенных Штатах. Таким образом, вы можете получить его из ископаемого топлива, большая часть из 10 миллионов метрических тонн водорода, которые производятся сегодня в Соединенных Штатах, производятся из природного газа.

Но вы также можете использовать возобновляемые ресурсы, например, вы можете сделать их из биотоплива — биомассы. Есть много разных путей, некоторые из них уже готовы к использованию, например, природный газ, о котором я упоминал ранее. Некоторые из них более длительные. Я микробиолог, поэтому мне действительно интересно, чтобы микробы производили его для нас. Но другие люди ищут в долгосрочной перспективе, как мы можем использовать солнечный свет для прямого разделения воды. Но здесь, как вы сказали, мы разделяем воду с помощью так называемого электролиза.Таким образом, мы просто поражаем молекулы воды электричеством.

И как это работает, вы можете использовать практически любой источник электричества, здесь у нас есть солнечная панель и хороший яркий солнечный день. И это обеспечивает электроэнергией этот электролизер. Теперь он использует это электричество для разделения воды h3O на O2 и h3. Итак, эти пузырьки, похожие на воздух, на самом деле представляют собой чистый кислород и чистый водород. Теперь нам не нужно удерживать кислород, но мы сохраняем водород здесь.

И что интересно, мы сохранили эту солнечную энергию и превратили ее в химическое топливо, которое мы можем хранить.Поэтому, если становится слишком темно для работы солнечной панели, у нас все еще сохраняется эта энергия. Это также означает, что мы можем перемещать его, так что вы можете представить себе, как производят много водорода в центре города, а затем загружают его в грузовики или трубопроводы, чтобы доставить его в город, где многие люди используют водород в своих автомобилях или других местах. Приложения.

Итак, для тех из вас, кто только что присоединился к нам, мы из отдела технологий топливных элементов и говорим с вами, ребята, о водороде и топливных элементах с нашей демонстрационной системой здесь.Я сделал водород, и мы его сохранили. В реальном мире мы, вероятно, где-нибудь возьмем это или сохраним на потом, но здесь, для этой демонстрации, мы помещаем его прямо в этот топливный элемент.

Теперь топливные элементы похожи на батареи, они будут обеспечивать энергию, а с топливными элементами, пока вы продолжаете обеспечивать их топливом, они будут продолжать обеспечивать энергию. Также, как и у батареи, есть две стороны. С этой стороны мы добавляем водородное топливо. С другой стороны есть несколько щелей, через которые поступает воздух, а вместе с воздухом — кислород.Топливный элемент вырабатывает электричество в результате реакции соединения водорода и кислорода с образованием воды, h3O.

И как это работает, на этой стороне есть катализаторы, которые помогают расщеплять водород на электроны и протоны. Итак, электроны и протоны — это части атомов, и они заряжены. Они имеют тенденцию пытаться воссоединиться с вещами, а вот кислород, с которым они могут рекомбинировать, чтобы образовать воду. Но для этого оба должны перейти на эту сторону.И управление этими путями — это то, как топливный элемент может получать электричество из этой реакции.

Итак, в центре мембрана. Это похоже на сеть, через которую проходят только протоны. Итак, электроны должны найти другой путь. Итак, мы соединили две стороны проводами. Таким образом, чтобы попасть с одной стороны на другую, электроны должны течь по проводам. А протекающие по проводам электроны — это то, что мы называем электричеством. Здесь мы просто используем его для питания этого вентилятора.

Итак, есть ряд причин, по которым мы в восторге от топливных элементов.Во-первых, два важных из них — это действительно эффективная реакция, когда задействован только один этап и нет горения. Так, например, килограмм водорода имеет такое же количество энергии, как галлон бензина. Но в автомобиле на топливных элементах этот килограмм водорода фактически даст вам примерно вдвое больше, чем галлон бензина в обычном двигателе внутреннего сгорания. Таким образом, вы можете использовать больше энергии, которая на самом деле содержится в этом топливе.

Во-вторых, это действительно чистая реакция. Когда вы используете водород, единственными выходами являются электричество, тепло и вода, поэтому он очень чистый.

Zeric Hulvey:

Итак, вы упомянули о масштабировании их для использования в реальных транспортных средствах.

Сара Студер: справа

Зерик Халви:

И вы, ребята, возможно, видели некоторые из наших других постов или видео в Facebook Live на странице Facebook, где у нас есть несколько электромобилей на топливных элементах здесь, в Вашингтоне, и мы немного прокатимся и управляйте событиями вместе с ними. Но помимо транспортных средств, для каких других приложений можно использовать топливные элементы?

Sarah Studer:

Верно, так что масштабирование очень хорошее.Таким образом, они могут быть уменьшены до чего-то достаточно маленького, чтобы быть похожим на портативное зарядное устройство для телефона или портативный источник питания для других приложений. Но они также будут масштабироваться, чтобы быть достаточно большими, чтобы обеспечивать электроэнергией здания или резервное питание для вышек сотовой связи и подобных мест. Так что они неплохо масштабируются.

Норвежская команда обнаружила более дешевый способ производства водородного топлива

От Новости Близнецов 23.08.2019 01:58:48

[Георг Матисен]

Норвежские ученые разработали материал, который может производить водород из водяного пара, а не из жидкой воды.Это окупается, потому что тепло дешевле электричества.

Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Nature Materials в статье под названием «Смешанные протоно- и электронопроводящие двойные перовскитные аноды для стабильных и эффективных трубчатых протонно-керамических электролизеров».

Водород может занять место, когда батареи больше не могут выполнять свою работу. Когда важно хранить большое количество энергии, например, больше, чем нужно для того, чтобы водить машину в течение нескольких часов, становится дешевле и эффективнее хранить ее в виде водорода.

Проще говоря, вы используете энергию для расщепления воды на водород и кислород. Когда вам нужно производить энергию, вы обращаете весь процесс вспять, повторно вводя водород и производя энергию и воду.

«Наиболее часто применяемый метод для этого остается таким же, как и метод, применявшийся на водородном заводе« Ваннстоффен »на электростанции Веморк в Телемарке столетие назад», — объясняют Эйнар Велестад и Рагнар Страндбакке. Веллестад — научный сотрудник SINTEF. Индустрия и Страндбакке, аспирант Центра материаловедения и нанотехнологий Университета Осло.

Низкотемпературный электролиз

Речь идет о низкотемпературном электролизе. Метод стал лучше, дешевле и эффективнее, но по-прежнему требует много энергии.

«В течение многих лет практически ничего не происходило, потому что было очень дешево производить водород из природного газа, и потому что изменение климата не было проблемой, которую нужно было принимать во внимание», — говорит Веллестад. «Теперь, когда мы уделяем больше внимания возобновляемым источникам энергии. , фокус усилился.«

Возобновляемая энергия означает большее колебание цен. Объемы доступной солнечной, ветровой и волновой энергии меняются в течение года. По этой причине более важно хранить энергию, вырабатываемую в дни пикового производства, и использовать ее, когда спрос превышает производство.

Вёллестад и Страндбакке в настоящее время работают над проектом ЕС, включающим исследовательские эксперименты при совершенно разных температурах. Они используют пар вместо жидкой воды для производства водорода.

«Тепло способствует реакции, и при более высоких температурах каталитическая активность намного выше», — говорят исследователи. Это означает, что для протекания реакции требуется меньше электроэнергии, что делает производимый водород более конкурентоспособным на рынке ». Тепло намного дешевле электричества », — говорит Веллестад.

Избегайте благородных металлов

«Работа при более высоких температурах дает дополнительное преимущество», — говорит Веллестад.«Необязательно использовать благородные металлы».

Дело в том, что следующее поколение низкотемпературных электролизеров (аппаратов, в которых происходит электролиз) требует платины и других дорогих благородных металлов, чтобы сделать водное деление эффективным. «При более высоких температурах и большей каталитической активности нам больше не нужны эти дорогие материалы для завершения реакции», — говорит он.

«Изготовить такую ​​трубу, наверное, не дешевле, чем произвести батарею.Но вам понадобится всего одна труба, чтобы произвести такое же количество энергии, которое потребовало бы нескольких батарей. По сравнению с батареями, наш процесс потребляет гораздо меньшие объемы сырья по сравнению с количеством хранимой энергии », — говорит исследователь SINTEF Эйнар Веллестад.

Проблема заключалась в том, чтобы найти материалы, которые могут удовлетворить строгие требования, возникающие при температуре пара до 600 градусов. Здесь на сцену выходят материаловеды Веллестад и Страндбакке.Они начали со списка из 120 материалов, которые, по их мнению, могли бы подходить для различных аспектов процесса.

«Лучшие материалы для этой реакции, то есть те, которые мы считали лучшими, не выдерживают воздействия пара при таких температурах», — говорит Веллестад. «Мы использовали материал, который, как мы знали, был эффективным, но заметили, что он не выдерживает давления пара. Поэтому мы, наконец, решили выбрать этот материал и немного подправить химию », — говорит он.

Более крупный масштаб

Теперь у них есть первый электролизер, который эффективно работает с использованием сжатого пара и может быть расширен для использования в промышленных процессах. Однако недостаточно просто продемонстрировать это в небольшой лаборатории. Если исследования будут применяться на практике, должна быть возможность запускать процесс в более крупных масштабах.

«Мы изготовили трубы, которые будут использоваться, что делает систему полностью масштабируемой», — говорит Веллестад.

Последнее преимущество состоит в том, что использование этого типа технологии и конструкции означает, что производимый водород полностью сухой. Все другие электролитические процессы производят водород, загрязненный водой или другими молекулами. Они должны быть отделены до того, как водород можно будет хранить под давлением. Это не очень сложный процесс, но дополнительная работа означает, что единицы установки должны быть больше.

Материал, который они используют, состоит из бария, лантана, гадолиния, кобальта и кислорода, и исследователи назвали его BGLC.

«Что мы сделали, так это заменили часть бария в исходном материале на большее количество лантана с простой целью сделать его более простым», — говорит Веллестад.

Дешевле аккумуляторов…

Звучит дорого, но на самом деле с экономической точки зрения все в порядке.

«Изготовить такую ​​трубу, наверное, не дешевле, чем произвести батарею. Но вам понадобится всего одна труба, чтобы произвести такое же количество энергии, которое потребовало бы нескольких батарей », — объясняет Веллестад.

Если мы рассмотрим трубу и батарею, запасающие одинаковое количество электроэнергии в течение одного часа, батарея будет дешевле. Но если вы хотите хранить такое же количество электроэнергии в течение 24 часов, вам понадобятся 24 батареи. Выбирая водород, вам все равно потребуется только одна труба. Вы просто продолжаете наполнять резервуар для хранения или, при необходимости, приобретаете резервуар большего размера.

«По сравнению с батареями, наш процесс потребляет гораздо меньшие объемы сырья по сравнению с количеством хранимой энергии», — говорит Веллестад.

Он считает водород хорошим вариантом, особенно в транспортном и промышленном секторах. В транспортном секторе водород подходит для перевозки на большие расстояния тяжелыми перевозчиками, такими как поезда, корабли и тягачи. В промышленном секторе Vøllestad выделяет производство стали, где в производственном процессе требуется большое количество тепла. Это тепло, которое можно использовать для нагрева воды для электролиза.

… в долгосрочной перспективе

Следующий шаг — перевести производственный процесс на коммерческую основу.Компания CoorsTek Membrane Sciences, которая участвует в проекте в качестве отраслевого партнера, прекрасно понимает, что это не произойдет в одночасье.

«Сроки разработки почти всех связанных с энергией технологий велики, — говорит Пер Вестре, управляющий директор CoorsTek в Норвегии. — Между изобретением литий-ионной батареи и ее нынешним применением в миллионах автомобилей прошло много лет. . «

«Наша разработка керамических мембран для электрохимических процессов — долгосрочный проект.Нет сомнений в том, что рынок существует и что паровой электролиз интересен, если нам удастся разработать технологию по разумной цене », — говорит Вестре.

Исследование следующей задачи

«Есть еще много шагов, которые необходимо оптимизировать и развивать дальше», — вставляет Воллестад. «Метод производства должен быть обновлен, и мы должны продемонстрировать стабильность с течением времени. На сегодняшний день мы провели измерения на одной трубе для более чем 700 часов, но в промышленных масштабах вы должны построить систему, состоящую из сотни, тысячи или, возможно, десяти тысяч труб.«

Работа идет полным ходом. Исследование, в результате которого был получен материал BGLC, теперь опубликовано в июньском выпуске журнала Nature Materials. Публикация в таком престижном журнале требует времени, и работа значительно продвинулась со времени подачи статьи.

«Мы уже восемнадцать месяцев в новом проекте ЕС, в котором мы работаем над решением следующих проблем», — говорят Веллестад и Страндбакке.

Эта статья любезно предоставлена ​​Gemini Research News и может быть найдена в исходной форме здесь.

Мнения, выраженные в данном документе, принадлежат автору и не обязательно принадлежат The Maritime Executive.