氢作为清洁燃料具有巨大的潜力:它储量丰富(主要存在于水等化合物中),不会产生任何破坏性排放,而且还可以用于存储来自太阳能、风能和潮汐能的能量。
然而,以实用且负担得起的方式生产足够的材料存在挑战。 从水中分解氢气需要复杂的技术,并且还依赖于纯净的淡水? 不是到处都有的东西。
现在,科学家们提出了一种新的原型设备,可以从潮湿的空气中收集水,然后将其分解为氢气和氧气。
更重要的是,它能够在潮湿的地区运行? 空气中水蒸气的浓度? 低至 4%。
研究人员在论文中写道:“在这项工作中,我们证实空气中的水分可以直接用于通过电解生产氢气,因为它普遍存在且天然取之不尽用之不竭。”发表论文。
研究人员组装的设备是一个原型电解槽,由可再生能源提供电力,将水分解成氢和氧。 在一项使用太阳能电源的测试中,五个电解槽并行工作。
电极位于集水装置的两侧,集水装置是一种海绵状材料,可以从空气中吸收水分,但也可以兼作电解质储存器。 两个电极都与空气隔离,这意味着一旦发生分裂,氢气和氧气就可以作为纯气体收集。
为了使原型设备达到令人满意的水平,对多种不同的材料和设置进行了测试,研究人员尝试的其中一种配置能够连续 12 天成功运行。
“这种所谓的直接空气电解(DAE)模块可以在相对湿度为4%的极度干燥环境下工作,克服供水问题并可持续地生产绿色氢气,同时对环境的影响最小。”写给研究人员。
在大多数地方,清洁的饮用水非常宝贵,因此该设备可以在任何地方使用,而不会耗尽储备。 然而,它可能最适用于周围根本没有太多水的干旱或半干旱地区。
最近,我们在氢燃料生产方面看到了另一个重要突破,铝和镓被用来。 在使氢能成为更广泛的现实方面,科学家们现在有多种途径可以追求。
值得记住的是,这项技术仍处于早期阶段:不同的 DAE 设置和材料会在效率和发电方面产生不同的结果。 然而,该团队相信他们的设备可以得到改进和扩大规模。
“通过工程通道进一步提高表面积与体积比或增加海绵材料的长宽比将保证吸水率,这对于 DAE 单元的升级至关重要。”写给研究人员。
该研究发表于自然通讯。