簡訊：制氫技術(shù)大突破！新裝置僅需空氣中水分 使用可再生能源驅(qū)動

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財(cái)聯(lián)社上海9月16日訊（編輯 黃君芝）據(jù)報(bào)道，一組來自澳大利亞的科學(xué)家近期開發(fā)了一種利用大氣中的水生產(chǎn)氫氣的新方法。他們聲稱，其新裝置可以確保穩(wěn)定的性能，并為偏遠(yuǎn)地區(qū)提供綠色氫氣。

在最新發(fā)表在《自然通訊》雜志上的一項(xiàng)研究中，墨爾本大學(xué)和曼徹斯特大學(xué)的研究人員報(bào)告稱，他們設(shè)計(jì)了一種直接空氣電解（DAE）模塊來生產(chǎn)氫氣，可用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的應(yīng)用。

在傳統(tǒng)方法中，電解水指的是從液態(tài)水中收集氫和氧，將兩個(gè)電極放入水中并使電流流過，陽極上的電子被從水中剝離，形成帶正電荷的氫離子和氧分子。陰極電子被給予氫離子，形成氫氣。但這種方法要求使用純液態(tài)水，這就限制了其在水資源不豐富地區(qū)的使用。

但在上述最新研究中，DAE則通過收集空氣中已存在的水，消除了這一風(fēng)險(xiǎn)并降低了相關(guān)成本，使其能夠在任何地方生產(chǎn)氫氣。

具體而言，該裝置利用空氣中的水分通過電解直接產(chǎn)生氫氣，而無需輸入任何液態(tài)水。該模塊由中間的集水單元和兩側(cè)的電極與氣體收集器組成。它可以與光伏和風(fēng)力發(fā)電機(jī)，以及任何依賴可再生能源的發(fā)電機(jī)相配對。

研究人員進(jìn)一步解釋稱，“三聚氰胺海綿、燒結(jié)玻璃泡沫等多孔介質(zhì)被潮解性離子物質(zhì)浸泡，通過暴露的表面吸收空氣中的水分。在液相中捕獲的水通過擴(kuò)散轉(zhuǎn)移到電極表面，隨后在原位分裂為氫氣和氧氣，并作為純氣體分別收集。”

該團(tuán)隊(duì)建造了一個(gè)太陽能(000591)驅(qū)動的獨(dú)立式“氫塔”，用一個(gè)太陽能電池板和五個(gè)DAE模塊平行堆疊而成。他們說，“塔的占地面積不超過太陽能電池板，這意味著我們的DAE將不會占用額外的土地，這在某些地區(qū)可能是昂貴的。”

隨后，他們在室外溫度從20℃到40℃，相對濕度從20%到40%的條件下，對該原型裝置進(jìn)行了為期12天的測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該裝置能夠在一天內(nèi)生產(chǎn)約1500毫升氫氣，法拉第效率（實(shí)際生成物和理論生成物的百分比）約為95%。

科學(xué)家們進(jìn)一步指出，“在將上述DAE模塊置于空氣中無人看管8個(gè)月后，氫氣的法拉第效率仍保持在90%左右，無需進(jìn)行任何維護(hù)。該原型機(jī)實(shí)現(xiàn)了在不同天氣條件下，根據(jù)太陽強(qiáng)度自動穩(wěn)定生產(chǎn)氫氣。”

他們總結(jié)道，這項(xiàng)新技術(shù)的好處是，電解中使用的電力可來自風(fēng)能或太陽能等可再生能源，產(chǎn)生的氫氣可用作氫燃料，甚至可用于氫核聚變反應(yīng)。該設(shè)備既可放置在太陽能或風(fēng)能豐富但缺水的地區(qū)，也適用于在偏遠(yuǎn)地區(qū)制氫。