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【Telegram中文版】电解稀薄空气中的水可制氢,有助解决干燥地区制氢缺水问题【Telegram中文官网】

科技日报记者 刘霞

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一组来自中国、英国和澳大利亚的联合研究团队在6日出版的英国《自然·通讯》杂志上撰文称,他们通过电解稀薄空气(湿度低至4%)中的水,而非传统方法电解液态水,制造出了绿氢。最新方法使科学家们能在干燥和偏远地区制造出氢燃料,对环境影响最小。

电解稀薄空气中的水可制氢,有助解决干燥地区制氢缺水问题

通过直接电解空气(DAE)法制氢的概念示意图。

图片来源:《自然·通讯》网站相关论文

研究人员表示,新开发的“直接空气电解器”(DAE)模块使用持续暴露在大气中的吸湿电解液,这种电解液具有自发(无需外部能量输入)从空气中提取水分的潜力,一旦与可再生电源连接,就可用于电解和制氢。

在传统方法中,电解水指的是从液态水中收集氢和氧,将两个电极放入水中并使电流流过,阳极上的电子被从水中剥离,形成带正电荷的氢离子和氧分子。阴极电子被给予氢离子,形成氢气。但这种方法要求使用纯液态水,这就限制了其在水资源不丰富地区的使用。而DAE通过收集空气中已存在的水,消除了这一风险并降低了相关成本,使其能够在任何地方生产氢气。

研究人员在比沙漠都要干燥、相对湿度为4%的条件下对DAE进行了测试,其表现良好。莫哈韦沙漠白天的平均相对湿度介于10%到30%之间,夜间可接近50%,这意味着即使在干旱地区,DAE仍然可以工作。研究团队对装置原型使用来自太阳的输入能量进行了测试,发现其具有稳定的法拉第效率,在连续12天内,电荷转移的效率约为95%。

研究人员指出,这项新技术的好处是,电解中使用的电力可来自风能或太阳能等可再生能源,产生的氢气可用作氢燃料,甚至可用于氢核聚变反应。该设备既可放置在太阳能或风能丰富但缺水的地区,也适用于在偏远地区制氢。

图片说明:太阳能电池板和风力涡轮机旁边的氢气罐

图片来源:美国《新闻周刊》杂志网站