Waterstof, opslag en productie: evolutie en H2-technologieën

Olie, gas, steenkool, nucleair (PWR, EPR, hete kernfusie, ITER), thermische energiecentrales op gas en steenkool, warmtekrachtkoppeling, tri-generatie. Peakoil, uitputting, economie, technologieën en geopolitieke strategieën. Prijzen, vervuiling, economische en sociale kosten ...
Avatar de l'utilisateur
Remundo
Modérateur
Modérateur
berichten: 15995
Inschrijving: 15/10/07, 16:05
Plaats: Clermont Ferrand
x 5189




par Remundo » 08/06/14, 23:54

Merk op dat HCOOH (-) CO2 + H2 geen nieuw idee is om H2 op te slaan in een afgeleide vorm die gemakkelijker kan worden gemanipuleerd.

De moeilijkheid ligt in de katalysator die de reactie in de ene of de andere richting kan sturen.

EPFL zou een vorm van Ruthenium gebruiken, het is erg technisch en ik geef mijn grote tekortkomingen toe ...

Aan de andere kant is het aspect “CO2-opname” niet echt eerlijk, aangezien de CO2 vrijkomt tijdens de regeneratie van H2. Een dergelijk proces kan niet worden beschouwd als een effectieve koolstofput.
0 x
Beeld
Avatar de l'utilisateur
Obamot
Econologue expert
Econologue expert
berichten: 28725
Inschrijving: 22/08/09, 22:38
Plaats: regio genevesis
x 5538




par Obamot » 31/08/14, 00:37

Ben ik het of de titel van de draad zegt dat de katalysator ijzer is? Of hebben we het over iets anders?

Onderzoek vordert met grote stappen om methanol uit Co2 te maken, ook daar is de katalysator ruthenium:

http://www.futura-sciences.com/magazine ... que-55027/

Altijd van edele metalen, maar misschien op een dag ook gewoon met ijzer (zoals EPFL in de titel van deze draad kon doen).

En 50% van de opbrengst, het is niet langer 60% van 18% zoals bij PV-panelen, daar wordt het eerlijk gezegd interessant?
0 x
Avatar de l'utilisateur
Obamot
Econologue expert
Econologue expert
berichten: 28725
Inschrijving: 22/08/09, 22:38
Plaats: regio genevesis
x 5538

Re: Opgeslagen elektriciteit: waterstof en HCOOH = de REVOLUTIE!




par Obamot » 10/01/23, 22:11

H2: na de opslag pakt de EPFL zijn verzameling aan!

Waterstof produceren met omgevingslucht!

1016x572.jpg
1016x572.jpg (123.74 KiB) 1429 keer bekeken
EPFL-chemici hebben een kunstmatige zonneplaat uitgevonden, gebaseerd op een nieuwe transparante en poreuze elektrode. Het kan atmosferisch water oogsten en omzetten in waterstof. Deze halfgeleidertechnologie is eenvoudig te vervaardigen en op grote schaal te implementeren.

12% maximaal theoretisch rendement: een goed begin?


Al tientallen jaren dromen wetenschappers van een apparaat dat volledig wordt aangedreven door zonne-energie om water uit de atmosfeer te halen en om te zetten in waterstof. Bij EPFL heeft ingenieur en chemicus Kevin Sivula een belangrijke stap gezet om dit concept te realiseren. Met zijn team ontwikkelde hij een even simpel als geniaal systeem. Het combineert halfgeleidertechnologieën en innovatieve elektroden die twee belangrijke kenmerken vertonen: porositeit, om het contact met atmosferisch water te maximaliseren, en transparantie, om de blootstelling aan zonlicht van de halfgeleidercoating te optimaliseren. Bij natuurlijk licht onttrekt het apparaat water aan de omringende lucht en produceert het waterstof. De resultaten worden gepubliceerd in Advanced Materials. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10. ... .202208740

Waar zit de innovatie? In gasdiffusie-elektroden, transparant, poreus en geleidend. Ze maken het zo mogelijk dat deze zonnetechnologie water - dat in gasvormige toestand in de lucht aanwezig is - omzet in waterstof.

"Voor een duurzame samenleving moeten we nieuwe manieren vinden om hernieuwbare energie op te slaan in een chemische vorm die kan worden gebruikt als brandstof of als grondstof voor de industrie", zegt hoofdauteur Kevin Sivula van EPFL's Laboratory of Molecular Engineering of Optoelectronic Nanomaterials. . Daglicht is de meest voorkomende vorm van hernieuwbare energie en we werken aan de ontwikkeling van economisch haalbare manieren om zonnebrandstoffen te produceren.”

Geïnspireerd door bladeren van planten
Bij hun werk voor niet-fossiele hernieuwbare brandstoffen werden EPFL-ingenieurs, in samenwerking met Toyota Motor Europe, geïnspireerd door het vermogen van planten om daglicht om te zetten in chemische energie door gebruik te maken van de koolstofdioxide die in de atmosfeer aanwezig is. Kortom, planten halen CO2 en water uit hun omgeving en zetten deze moleculen vervolgens, door de energieboost van zonlicht, om in suikers en zetmeel. Een proces dat bekend staat als fotosynthese.

Ontworpen door Kevin Sivula en zijn team, kunnen de transparante gasdiffusie-elektroden worden gecoat met een halfgeleidermateriaal dat licht opvangt. Het werkt dus als een blad en verzamelt licht en water in de atmosfeer om waterstof te produceren. Zonne-energie wordt opgeslagen in de vorm van waterstofbruggen.

In plaats van elektroden op de traditionele manier te produceren, met ondoorzichtige lagen, bestaat hun substraat uit een driedimensionaal netwerk van glasvezels.

“Het was moeilijk om ons prototype te ontwikkelen, omdat de transparante elektroden met gasdiffusie nog nooit eerder het onderwerp waren geweest van een demonstratie”, legt Marina Caretti uit, auteur die verantwoordelijk is voor het onderzoek. Voor elke stap moesten we nieuwe procedures ontwikkelen. Maar aangezien elke stap relatief eenvoudig en gemakkelijk op te schalen is, denk ik dat onze aanpak nieuwe horizonten zal openen voor een verscheidenheid aan toepassingen, te beginnen met gasdiffusiesubstraten voor de opwekking van zonne-energie.

Van vloeibaar tot luchtvochtigheid
Kevin Sivula en andere onderzoeksgroepen hebben al aangetoond dat kunstmatige fotosynthese kan worden bereikt door waterstof te genereren uit water en zonlicht met een foto-elektrochemische (PEC) cel. Deze cel staat algemeen bekend als een apparaat dat invallend licht gebruikt om een ​​fotogevoelig materiaal, bijvoorbeeld een halfgeleider, te stimuleren dat wordt ondergedompeld in een vloeibare oplossing om een ​​chemische reactie te veroorzaken. Vanuit praktisch oogpunt heeft het proces nadelen. Het is bijvoorbeeld ingewikkeld om PEC-apparaten met een groot oppervlak te produceren die profiteren van vloeistof.

Kevin Sivula wilde laten zien dat PEC-technologie kan worden aangepast om luchtvochtigheid te oogsten. Dit leidde tot de ontwikkeling van hun gasdiffusie-elektrode. Het is aangetoond dat elektrochemische cellen werken met gassen in plaats van met vloeistoffen. Maar tot nu toe waren gasdiffusie-elektroden ondoorzichtig en onverenigbaar met zonne-PEC-technologie.

Wetenschappers richten zich nu op het optimaliseren van het systeem. Wat is de ideale vezelmaat? De perfecte poriënbreedte? De beste halfgeleider- en membraanmaterialen? Dit zijn de vragen die ze nastreven als onderdeel van het Europese "Sun-to-X"-project, gewijd aan het bevorderen van deze technologie en het ontwikkelen van nieuwe manieren om waterstof om te zetten in vloeibare brandstoffen.
Transparante gasdiffusie-elektroden maken
Om transparante gasdiffusie-elektroden te maken, begonnen wetenschappers met een soort glaswol. Dit zijn in wezen kwartsvezels (of siliciumoxide), omgezet in viltvellen door ze bij hoge temperatuur te versmelten. Daarna worden de platen bedekt met een transparante film van met fluor verrijkt tinoxide. Een materiaal dat bekend staat om zijn uitstekende geleidbaarheid, robuustheid en gemak van massaproductie. Deze eerste stappen resulteren in een transparante, poreuze en geleidende plaat, essentieel om het contact met de watermoleculen in de lucht te maximaliseren en om fotonen door te laten. De plaat is bedekt met een andere coating: een dun laagje halfgeleidermaterialen dat licht absorbeert. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00126
Deze tweede laag laat nog steeds licht door, al lijkt hij ondoorzichtig door het grote oppervlak van de poreuze ondergrond. Zoals het nu is, kan de wafel al waterstof produceren als hij wordt blootgesteld aan de zon.

De wetenschappers ontwikkelden vervolgens een kleine kamer die de plaat bevat, evenals een membraan om het geproduceerde gas te scheiden, om metingen uit te voeren. Wanneer de kamer onder vochtige omstandigheden wordt blootgesteld aan licht, wordt waterstof geproduceerd. Dat was het doel van de wetenschappers. Ze laten zien dat het mogelijk is om een ​​transparante elektrode met gasdiffusie te maken om waterstof te produceren uit zonne-energie.

De wetenschappers hebben de efficiëntie van de conversie niet formeel bestudeerd in hun demonstratie. Maar het team is het erover eens dat het bescheiden blijft met dit prototype, minder dan waar PEC-cellen op vloeistofbasis toe in staat zijn. Met de huidige materialen is de maximale theoretische plaatefficiëntie voor de omzetting van zonne-waterstof 12%, terwijl een efficiëntie van 19% is aangetoond voor op vloeistof gebaseerde cellen.

KOPPELING: https://actu.epfl.ch/news/produire-de-l ... r-ambiant/

Auteur: Hillary Sanctuary
Bron: EPFL

Deze inhoud wordt gedistribueerd onder de voorwaarden van de Creative Commons CC BY-SA 4.0-licentie. U kunt de daarin opgenomen teksten, video's en afbeeldingen vrij gebruiken, op voorwaarde dat u de auteur van het werk vermeldt en het gebruik ervan niet beperkt. Voor illustraties zonder de vermelding CC BY-SA is toestemming van de auteur vereist.

referenties
Transparante poreuze geleidende substraten voor foto-elektrochemische waterstofproductie in de gasfase
Marina Caretti, Elizaveta Mensi, Raluca-Ana Kessler, Linda Lazouni, Benjamin Goldman, Loï Carbone, Simon Nussbaum, Rebekah A. Wells, Hannah Johnson, Emeline Rideau, Jun-ho Yum, Kevin Sivula
https://doi.org/10.1002/adma.202208740
1 x
sicetaitsimple
Econologue expert
Econologue expert
berichten: 9774
Inschrijving: 31/10/16, 18:51
Plaats: Basse-Normandie
x 2638

Re: Opgeslagen elektriciteit: waterstof en HCOOH = de REVOLUTIE!




par sicetaitsimple » 10/01/23, 23:54

Maak je geen zorgen, het is stroomopwaarts onderzoek, je hebt het nodig.
De vraag is of het beter zal zijn om waterstof te produceren dan bijvoorbeeld een PV+ elektrolysesysteem in bijzonder zonnige landen, wetende dat ze hetzelfde defect hebben, namelijk alleen produceren als er van de zon is.
Maar het PV + elektrolyse systeem heeft als voordeel dat het ook werkt met bijvoorbeeld windkracht (als er geen zon is) + elektrolyse...
Naar mijn mening is dit waar het systeem bijna definitief wordt gedood, ongeacht de intrinsieke vooruitgang .....
0 x
Avatar de l'utilisateur
Obamot
Econologue expert
Econologue expert
berichten: 28725
Inschrijving: 22/08/09, 22:38
Plaats: regio genevesis
x 5538

Re: Opgeslagen elektriciteit: waterstof en HCOOH = de REVOLUTIE!




par Obamot » 11/01/23, 01:03

Hoewel ik de betekenis begrijp die je eraan wilt geven ("het lijkt een zekere mislukking"... uiteindelijk volgens jou.) begrijpen we de logica niet. Je kunt niet zeggen dat het goed is om fundamenteel onderzoek te doen, het meteen te verpulveren door het te vergelijken met eeuwenoude technologische vooruitgang (6% rendement van PV-panelen bij Bell in die tijd) en ons te vertellen "dat wat we daarna ook doen, we het nooit zullen kunnen overwinnen" dit theoretische model dat u beschrijft (ook al voegt u een zeer onderscheidende stap toe vanuit het oogpunt van systeemprestaties: elektrolyse)

Dit is meteen ook het grote voordeel van de EPFL-ontdekking: het direct verkrijgen van waterstof (dus primaire energie direct in de staat van houdbaar gas).

Zonder al te veel fouten te maken, herinner ik u eraan dat een rendement van 12% voor PV lange tijd de norm was (amorf —> eind 1990) en tot 2010 waren we al heel blij met panelen die niet te duur waren, een iets lager 18%, toch?

art187_fig19_Evolution_ historique_rendement.jpg
art187_fig19_Evolution_ historique_rendement.jpg (103.98 KiB) 1383 keer bekeken


En daar krijgen we vanaf het begin al 12%.... Wauw!
0 x
sicetaitsimple
Econologue expert
Econologue expert
berichten: 9774
Inschrijving: 31/10/16, 18:51
Plaats: Basse-Normandie
x 2638

Re: Waterstof, opslag en productie: evolutie en H2-technologieën




par sicetaitsimple » 11/01/23, 12:51

Ik heb geen enkele prestatievergelijking gedaan, laat staan ​​geschreven "dat wat we daarna ook deden, we het nooit zouden kunnen overwinnen" (die je tussen aanhalingstekens zet!), had ik het over de beladingsgraad van zo'n technologie, die per definitie alleen waterstof kan produceren als de zon schijnt.
Terwijl een systeem met elektrolyse 24/24 kan draaien met, afhankelijk van de beschikbaarheid van het moment, het gebruik van elektriciteit uit zon, wind, kernenergie etc.
1 x
Christophe
Modérateur
Modérateur
berichten: 79126
Inschrijving: 10/02/03, 14:06
Plaats: planet Serre
x 10974

Re: Opgeslagen elektriciteit: waterstof en HCOOH = de REVOLUTIE!




par Christophe » 11/01/23, 13:21

Obamot schreef:Hoewel ik de betekenis begrijp die je eraan wilt geven ("het lijkt een zekere mislukking"... uiteindelijk volgens jou.) begrijpen we de logica niet.

(...)

En daar krijgen we vanaf het begin al 12%.... Wauw!


De grafiek is onleesbaar, heb je geen betere definitie?
0 x
Avatar de l'utilisateur
Obamot
Econologue expert
Econologue expert
berichten: 28725
Inschrijving: 22/08/09, 22:38
Plaats: regio genevesis
x 5538

Re: Waterstof, opslag en productie: evolutie en H2-technologieën




par Obamot » 11/01/23, 22:27

No se por qué, perdóname...

efficiëntie-grafiek.png
efficiency-chart.png (160.48 KiB) 1276 keer bekeken
2 x
Christophe
Modérateur
Modérateur
berichten: 79126
Inschrijving: 10/02/03, 14:06
Plaats: planet Serre
x 10974

Re: Waterstof, opslag en productie: evolutie en H2-technologieën




par Christophe » 12/01/23, 15:41

Dankjewel het is beter!

Het is prachtig Wetenschap ... eh zizi?

SV_1974_H2.jpg
SV_1974_H2.jpg (142.61 KiB) 1225 keer bekeken
0 x
Christophe
Modérateur
Modérateur
berichten: 79126
Inschrijving: 10/02/03, 14:06
Plaats: planet Serre
x 10974

Re: Waterstof, opslag en productie: evolutie en H2-technologieën




par Christophe » 13/01/23, 11:04

Uh het is een beetje WTF is het niet?

H2, elektrolyse en waterstress in Frankrijk:

H2_water_stress.png
0 x

Ga terug naar "Fossiele energieën: olie, gas, steenkool en nucleaire elektriciteit (splijting en kernfusie)"

Wie is er online?

Gebruikers die dit bekijken forum : Geen geregistreerde gebruikers en 244-gasten