ပင်လယ်ရေမှ ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုသည် အဘယ်နည်း။ အဘယ်ကြောင့် ဤမျှလောက် အာရုံစူးစိုက်မှု ရှိသနည်း။ နည်းပညာအခက်အခဲတွေက ဘာတွေလဲ။

ပင်လယ်ရေကို တိုက်ရိုက်လျှပ်စစ်ဓာတ်ခွဲထုတ်ခြင်းဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှု စမ်းသပ်မှု၏ အောင်မြင်မှုသည် အဘယ်ကြောင့် ဤမျှလောက် အာရုံစိုက်လာရသနည်း။ အဲဒါ ဘယ်လောက်ခက်လဲ။ ပင်လယ်ရေလျှပ်စစ်ဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်ရန် နည်းပညာဆိုင်ရာအခက်အခဲများကား အဘယ်နည်း။

01

ပင်လယ်ရေမှ ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှု

ရေအားလျှပ်စစ်ဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုသည် အလွန်အရေးကြီးသော အစိမ်းရောင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ပြင်ဆင်မှုနည်းပညာတစ်ခုဟု ယူဆပါသည်။ လက်ရှိတွင် စီးပွားဖြစ် ရေအားလျှပ်စစ်ထုတ်ခြင်းနည်းပညာသည် ရေချိုကို electrolyte အဖြစ် အသုံးပြုသည်။ အားလုံးသိကြသည့်အတိုင်း၊ ကမ္ဘာလုံးဆိုင်ရာ ရေချိုအရင်းအမြစ်များသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်ရန် ရေအားလျှပ်စစ်ကို အကြီးစားအသုံးပြုခြင်းဖြင့် ရေချိုအရင်းအမြစ်များ ပြတ်လပ်မှုကို သံသယဖြစ်ဖွယ်မရှိ ပိုမိုဆိုးရွားစေသည်။ ဆန့်ကျင်ဘက်အားဖြင့်၊ ပင်လယ်ရေသည် အရင်းအမြစ်များ ကြွယ်ဝပြီး ပင်လယ်ရေတွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်ဟူသော အယူအဆကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

ကမ္ဘာ၏ စုစုပေါင်းရေထုထည်၏ 96.5 ရာခိုင်နှုန်းပါဝင်သည့် ရေချိုနှင့်မတူဘဲ၊ ပင်လယ်ရေတွင် ဓာတုပစ္စည်းများနှင့် ဒြပ်စင် 90 ကျော်ပါဝင်သည့် ရှုပ်ထွေးသောဖွဲ့စည်းမှုတစ်ခုရှိသည်။ ပင်လယ်ရေတွင်ပါရှိသော အိုင်းယွန်းများ၊ အဏုဇီဝသက်ရှိများနှင့် အမှုန်အမွှားအများအပြားသည် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်စဉ်အတွင်း ဘေးထွက်တုံ့ပြန်မှုယှဉ်ပြိုင်မှု၊ ဓာတ်ကူပစ္စည်းမလှုပ်ရှားခြင်းနှင့် ဒိုင်ယာဖရမ်ပိတ်ဆို့ခြင်းကဲ့သို့သော ပြဿနာများကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်သည်။

ဤအဆုံးသတ်ရန်အတွက်၊ ပင်လယ်ရေကို ကုန်ကြမ်းအဖြစ်အသုံးပြု၍ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုနည်းပညာသည် မတူညီသောလမ်းကြောင်းနှစ်ခုကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့သည်။ ပထမအချက်မှာ ပင်လယ်ရေမှ ဟိုက်ဒရိုဂျင် တိုက်ရိုက်ထုတ်လုပ်မှုကို သဘာဝပင်လယ်ရေပေါ်အခြေခံ၍ အဓိကအားဖြင့် electrolysis သို့မဟုတ် photolysis ဖြင့် ထုတ်လုပ်ပါသည်။ ဒုတိယအချက်မှာ ပင်လယ်ရေ၏သွယ်ဝိုက်ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်ခြင်းမှာ ပင်လယ်ရေမှ အညစ်အကြေးများကို စွန့်ထုတ်ပြီး သန့်စင်သောရေချိုအဖြစ် ဦးစွာပြုလုပ်ရန် ပင်လယ်ရေကို စွန့်ထုတ်ပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်ရန်ဖြစ်သည်။

02

အဓိကအားသာချက်နှစ်ခု

ကမ်းလွန်ရှိ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှုပလပ်ဖောင်းများကို ဓာတုပစ္စည်းကောင်းများ အတွက် ရေရှည်သိုလှောင်ရန် သို့မဟုတ် ထုတ်လုပ်မှုနေရာများအဖြစ် အသုံးပြုနိုင်ပြီး အစိမ်းရောင်စွမ်းအင်ကို ဓာတုထုတ်လုပ်မှုစနစ်များနှင့် နီးကပ်စွာပေါင်းစပ်နိုင်စေပါသည်။

ကမ်းလွန်ပင်လယ်ပြင်တွင် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်သည့် ပလက်ဖောင်းသည် ဝေးလံခေါင်သီသော ရေကြောင်းပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အားသုံးစွဲမှုပြဿနာကို ဖြေရှင်းပေးနိုင်ပြီး ဟိုက်ဒရိုဂျင်နှင့် အမိုးနီးယားစိမ်းလန်းသောအမိုးနီးယားများထုတ်လုပ်ရန် ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲလျှပ်စစ်ဓာတ်အားအသုံးပြုခြင်းသည် ဝေးလံခေါင်သီသောပင်လယ်ရေကြောင်းပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်အတွက် အဓိကအသုံးချနည်းလမ်းဖြစ်လာမည်ဖြစ်သည်။ အနာဂတ်

03

နည်းပညာအခက်အခဲ

နည်းပညာဆိုင်ရာအခက်အခဲ 1- ပင်လယ်ရေထဲတွင် အညစ်အကြေးများစွာသည် cathode ဟိုက်ဒရိုဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်ကို အကျိုးသက်ရောက်စေသည်

electrolytic water ဖြစ်စဉ်တွင် H2 ကို cathode မှ precipitated ဖြစ်ပြီး cathode hydrogen evolution reaction အတွက် အခက်ခဲဆုံးပြဿနာမှာ Na+, Mg2+, Ca2+ စသည်တို့ကဲ့သို့ သဘာဝပင်လယ်ရေတွင် ပျော်ဝင်နေသော cations အမျိုးမျိုးရှိကြောင်း၊ ထို့အပြင်၊ ဘက်တီးရီးယား၊ အဏုဇီဝပိုးမွှားများနှင့် အမှုန်အမွှားများစွာရှိသည်။

ဤအညစ်အကြေးများသည် ပင်လယ်ရေမှ လျှပ်စစ်ဓာတ်ပြုခြင်း၏တိုးတက်မှုနှင့်အတူ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအား ပိတ်ဆို့သွားမည်ဖြစ်ပြီး၊ ထို့နောက် လျှပ်စစ်ဓာတ်စနစ်ရှိ electrode/catalyst ၏ အိုမင်းရင့်ရော်မှုကို အရှိန်မြှင့်ပေးကာ တာရှည်ခံမှုအားနည်းစေသည်။

နည်းပညာဆိုင်ရာအခက်အခဲ 2- ကလိုရိုက်အိုင်းယွန်းများသည် anodic corrosion ကိုဖြစ်စေပြီး anodic အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်တုံ့ပြန်မှုကို ထိခိုက်စေသည်

ရေ၏ electrolysis ဖြစ်စဉ်တွင် O2 သည် အများအားဖြင့် anode မှ precipitated ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ပင်လယ်ရေထဲတွင် ကလိုရိုက်အိုင်းယွန်း (Cl-) အများအပြားရှိနေခြင်းသည် လျှပ်ကူးပစ္စည်းပျက်စီးခြင်းနှင့် ဗို့အားမြင့်မားခြင်းတို့ကို ဦးတည်စေကာ ထိရောက်သောအောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲတုံ့ပြန်မှုအား အဆုံးသတ်စေမည့် anode ပစ္စည်း၏ ပြင်းထန်သောချေးတက်မှုကို ဖြစ်စေသည်။ ထို့အပြင်၊ ကလိုရိုက်အိုင်းယွန်း၏မြင့်မားသောအာရုံစူးစိုက်မှုသည် anode ကလိုရင်းဓာတ်တိုးတုံ့ပြန်မှုတွင်ဖြစ်ပေါ်မည်ဖြစ်ပြီး၊ ဓာတ်ကူပစ္စည်း၏တက်ကြွသောနေရာကိုသိမ်းပိုက်ခြင်းဖြင့် anode အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်တုံ့ပြန်မှု၏ထိရောက်မှုကိုလျှော့ချနိုင်သည်။

နည်းပညာအခက်အခဲ 3- anodic အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်တုံ့ပြန်မှုနှင့် အောက်ဆီဂျင်ကလိုရင်းတုံ့ပြန်မှုကြား ပြိုင်ဆိုင်မှု

seawater electrolysis ဖြစ်စဉ်တွင်၊ anode သည် အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်တုံ့ပြန်မှု (OER) နှင့် အောက်ဆီဂျင်ကလိုရင်းတုံ့ပြန်မှု (ClOR) ဟူ၍ တုံ့ပြန်မှုနှစ်ခုရှိသည်။ အောက်ဆီဂျင်ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်တုံ့ပြန်မှု- 4OH-→O2+H2O+4e-; E0=1.23V (vs. RHE)

ကလိုရင်းဓာတ်တိုးတုံ့ပြန်မှု- Cl-+2OH-→OCl-+H2O+2e-; E0=1.71V (vs. RHE)

နှစ်ခု၏ E0 သည် ဆင်တူပြီး electrolyzer ၏ အလုပ်လုပ်သော ဗို့အားကို လွန်စွာ ကန့်သတ်ထားသည့် ပြိုင်ဆိုင်မှု ဆက်ဆံရေးကို ဖြစ်ပေါ်စေမည်ကို တွေ့မြင်နိုင်သည်။ ထို့အပြင်၊ ClOR တုံ့ပြန်မှုနှင့် hypochlorite ဖွဲ့စည်းမှု နှစ်ခုစလုံးသည် အီလက်ထရွန် တုံ့ပြန်မှု နှစ်ခုဖြစ်ပြီး ClOR တုံ့ပြန်မှုသည် OER လေး-အီလက်ထရွန် တုံ့ပြန်မှုထက် အkinetically လုပ်ဆောင်ရန် ပိုမိုလွယ်ကူသည်၊ ထို့ကြောင့် OER သည် ClOR ထက် ပိုမိုမြင့်မားသည်ကို တွေ့ရှိရပါသည်။

04

သုတေသနအခြေအနေ

လက်ရှိတွင် ပင်လယ်ရေမှ ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုသည် သုတေသနနှင့် စမ်းသပ်မှု၏ အစောပိုင်းအဆင့်တွင် ရှိနေဆဲဖြစ်ပြီး စိန်ခေါ်မှုများစွာနှင့် ရင်ဆိုင်နေရဆဲဖြစ်သော်လည်း ပင်လယ်ရေမှ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်ခြင်းဆိုင်ရာ သုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် တိုးတက်မှုအချို့ရှိနေသည်။ 2022 ခုနှစ်တွင် Academician Xie Heping ၏အဖွဲ့သည် ပင်လယ်ရေမှ တိုက်ရိုက် ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုနယ်ပယ်တွင် အဓိက အောင်မြင်မှုတစ်ခုကို ပြုလုပ်ခဲ့ပြီး အဆင့်အကူးအပြောင်းနှင့် ရွှေ့ပြောင်းခြင်းဖြင့် ပင်လယ်ရေမှ တိုက်ရိုက် ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်ခြင်းဆိုင်ရာ နိယာမအသစ်နှင့် နည်းပညာကို ဆန်းသစ်တီထွင်ခဲ့သည်။ ပြည်တွင်းပြည်ပတွင် ပင်လယ်ရေ ဟိုက်ဒရိုဂျင်ထုတ်လုပ်မှု သရုပ်ပြပရောဂျက်များစွာရှိသော်လည်း ၎င်းတို့သည် အသေးစားလေသူရဲများသာဖြစ်ပြီး အများစုမှာ တည်ဆောက်ဆဲ သို့မဟုတ် အဆိုပြုထားဆဲဖြစ်သည်။

ပင်လယ်ရေလျှပ်စစ်ဓာတ်ဖြင့် ဟိုက်ဒရိုဂျင် ထုတ်လုပ်မှုသည် အသေးစားနှင့် စမ်းသပ်စမ်းသပ်မှုများမှ နောက်ဆုံးစက်မှုလုပ်ငန်းကျယ်ပြန့်သည့် အသုံးချမှုအထိ သွားရမည့် ခရီးရှည်ဖြစ်သည်။ သို့သော်၊ ဟိုက်ဒရိုဂျင် စွမ်းအင်၏ ထရီလျံအဆင့် ခြေရာခံတွင်၊ ဤနည်းပညာကို နောက်ဆုံးတွင် အသုံးချပါက၊ ၎င်းသည် "decarbonization" လမ်းကြောင်းပေါ်တွင် အလေးနက်ဆုံးမှင်ကို ချန်ထားခဲ့မည်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယုံကြည်ပါသည်။