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電解稀薄空氣中的水可制氫,有助解決干燥地區制氫缺水問題

2022-09-13 08:56  來源:科技日報 作者: 劉霞  瀏覽:  

科技日報記者 劉霞

    一組來自中國、英國和澳大利亞的聯合研究團隊在6日出版的英國《自然·通訊》雜志上撰文稱,他們通過電解稀薄空氣(濕度低至4%)中的水,而非傳統方法電解液態水,制造出了綠氫。最新方法使科學家們能在干燥和偏遠地區制造出氫燃料,對環境影響最小。

通過直接電解空氣(DAE)法制氫的概念示意圖。

圖片來源:《自然·通訊》網站相關論文

    研究人員表示,新開發的“直接空氣電解器”(DAE)模塊使用持續暴露在大氣中的吸濕電解液,這種電解液具有自發(無需外部能量輸入)從空氣中提取水分的潛力,一旦與可再生電源連接,就可用于電解和制氫。

    在傳統方法中,電解水指的是從液態水中收集氫和氧,將兩個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水,這就限制了其在水資源不豐富地區的使用。而DAE通過收集空氣中已存在的水,消除了這一風險并降低了相關成本,使其能夠在任何地方生產氫氣。

    研究人員在比沙漠都要干燥、相對濕度為4%的條件下對DAE進行了測試,其表現良好。莫哈韋沙漠白天的平均相對濕度介于10%到30%之間,夜間可接近50%,這意味著即使在干旱地區,DAE仍然可以工作。研究團隊對裝置原型使用來自太陽的輸入能量進行了測試,發現其具有穩定的法拉第效率,在連續12天內,電荷轉移的效率約為95%。

    研究人員指出,這項新技術的好處是,電解中使用的電力可來自風能或太陽能等可再生能源,產生的氫氣可用作氫燃料,甚至可用于氫核聚變反應。該設備既可放置在太陽能或風能豐富但缺水的地區,也適用于在偏遠地區制氫。

責任編輯: 常麗君

  制氫
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