Новый прототип устройства собирает воду из воздуха для производства водородного топлива
Водород обладает огромным потенциалом в качестве чистого топлива: его много (в основном в таких соединениях, как вода), он не производит вредных выбросов, а также может использоваться для хранения энергии солнца, ветра и приливов.
Однако существуют проблемы с производством достаточного количества материалов практичным и доступным способом. Отделение водорода от воды может потребовать сложной технологии, а также зависит от чистой пресной воды, которую не везде можно найти в изобилии.
Теперь ученые придумали новый прототип устройства, которое может собирать воду из влажного воздуха, прежде чем расщеплять ее. превращать его в водород и кислород.
Более того, он способен работать в местах, где влажность (концентрация водяного пара в воздухе) составляет всего 4 процента.
» В этой работе мы подтверждаем, что влага в воздухе может быть напрямую использована для производства водорода с помощью электролиза благодаря его универсальной доступности и естественной неисчерпаемости», — пишут исследователи в опубликованной статье.
Устройство, собранное воедино. исследователями является прототипом электролизера, работающего на электричестве из возобновляемых источников энергии, для разложения воды на ее элементы, водород и кислород. В одном испытании с источником солнечной энергии пять электролизеров работали параллельно.
Электроды располагаются по обе стороны от устройства для сбора воды, похожего на губку материала, который поглощает воду из воздуха, но при этом удваивается. в качестве резервуара для электролита. Оба электрода изолированы от воздуха, что означает, что после разделения водород и кислород могут быть собраны в виде чистых газов.
Было протестировано несколько различных материалов и установок, чтобы прототип устройства работал с удовлетворительной скоростью. уровень, и одна из конфигураций, которые пробовали исследователи, могла успешно работать в течение 12 дней подряд.
«Этот модуль так называемого прямого воздушного электролиза (DAE) может работать в абсолютно сухой среде с относительной влажности 4 процента, преодолевая проблемы с водоснабжением и устойчиво производя зеленый водород с минимальным воздействием на окружающую среду», — пишут исследователи.
Чистая питьевая вода в большом почете в большинстве мест, поэтому это устройство можно использовать. в любом месте без истощения запасов. Однако наибольшую пользу он, скорее всего, принесет в засушливых или полузасушливых регионах, где совсем мало воды.
Недавно мы стали свидетелями еще одного важного прорыва в производстве водородного топлива: алюминия и галлий используется для разделения молекул водорода и кислорода в воде. Теперь у ученых есть несколько путей для того, чтобы сделать водородную энергетику более распространенной реальностью.
Стоит помнить, что эта технология все еще находится на ранней стадии: разные установки DAE и материалы привели к разным результатам с точки зрения эффективности и выработки электроэнергии. Тем не менее, команда уверена, что их устройство можно улучшить и масштабировать.
«Дальнейшее улучшение отношения поверхности к объему с помощью инженерных каналов или увеличение соотношения сторон губчатого материала гарантирует скорость поглощения воды, что необходимо для масштабирования единиц DAE», — пишут исследователи.
Исследование опубликовано в Nature Communications.
