(圖片來源:NATURE)
目前,全世界的研究人員致力于緩解氣候變暖趨勢,尤其是將氫作為替代能源。這種燃料在燃燒時產(chǎn)生的副產(chǎn)物只有水,基本可以實現(xiàn)零排放。作為常用的制氫方法,大多數(shù)水電解過程都需要使用純凈的水,不僅操作復雜,而且成本較高,導致氫未被廣泛用作汽車動力。在這項研究中,研究人員簡化了這一過程,并且利用了現(xiàn)成的水源——空氣中的濕度。
該裝置名為直接空氣電解模塊(direct air electrolysis module),兩個電極分別位于集水單元的兩側(cè),集水單元是一種海綿狀材料,可以從空氣中吸收水分,也可兼作電解質(zhì)儲存器。兩個電極都與空氣隔離,意味著氫氣和氧氣可以作為純氣體被收集。
該模塊與電源集成,例如太陽能電池板、風力渦輪機或其他可再生發(fā)電機。在反應過程中,所收集的水擴散到電極表面,帶正電荷的電極使電子從分子中分離出來,從而形成帶正電荷的氧離子和帶負電荷的氫離子。然后,氧氣被釋放出來,同時收集氫氣。
該原型能夠連續(xù)12天制氫。為了測試持久性,研究人員使該裝置獨立運行8個月。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該裝置可以在空氣濕度低至4%的情況下繼續(xù)工作。目前的測試顯示,該裝置產(chǎn)生的氫足以為一個房間供暖。研究人員指出,這是一個較小的原型,該裝置還可以擴展或?qū)⒍鄠€模塊集成在一起。
原標題: 研究人員開發(fā)新裝置 利用空氣濕度制造氫氣