Electrolisis alcalina intermitente de agua de mar estable durante 10 000 horas

Área de la Ciencia:

• La electroquímica
• Ciencias de los materiales
• Energía renovable

Sus antecedentes:

• La electrólisis del agua de mar es una vía prometedora para la producción de hidrógeno verde.
• La electrólisis directa del agua de mar se enfrenta a la corrosión del ánodo y a reacciones en competencia debido a los iones halogenados.
• Las investigaciones anteriores se centraron en la estabilidad del ánodo, pasando por alto la degradación del cátodo bajo operación intermitente.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la degradación del cátodo durante la electrólisis intermitente del agua de mar.
• Desarrollar una estrategia para mejorar la estabilidad y el rendimiento del cátodo en condiciones fluctuantes.
• Permitir tecnologías prácticas de separación del agua de mar impulsadas por electricidad renovable.

Principales métodos:

• Investigó la evolución dinámica y la degradación de los cátodos de división del agua de mar.
• Propuso e implementó una estrategia de capa de pasivación del catalizador.
• Utilizado en la pasivación de fosfato formado in situ en cátodos de NiCoP-Cr2O3.

Principales resultados:

• Mecanismos de degradación del cátodo identificados bajo electrólisis intermitente.
• Se ha demostrado que una capa de pasivación de fosfato protege los sitios activos de la oxidación y repele los iones haluro.
• Se logra un funcionamiento estable a 0,5 A cm-2 durante 10.000 horas en agua de mar alcalina con una tasa de aumento de voltaje baja (0,5% khr-1).

Conclusiones:

• La pasivación del cátodo es crucial para la electrólisis estable del agua de mar con energía renovable intermitente.
• La capa de pasivación de fosfato mejora efectivamente la durabilidad y el rendimiento del cátodo.
• Esta estrategia promueve el desarrollo de tecnologías prácticas de separación del agua de mar.