研究人员开发新装置利用空气湿度制造氢气

14 09月 2022

2022-09-14 08:27

据外媒报道，墨尔本大学（The University of Melbourne）和曼彻斯特大学（The University of Manchester）的研究人员合作开发了一种装置，可以利用空气中的水分来制造氢气。

（图片来源：NATURE）

目前，全世界的研究人员致力于缓解气候变暖趋势，尤其是将氢作为替代能源。这种燃料在燃烧时产生的副产物只有水，基本可以实现零排放。作为常用的制氢方法，大多数水电解过程都需要使用纯净的水，不仅操作复杂，而且成本较高，导致氢未被广泛用作汽车动力。在这项研究中，研究人员简化了这一过程，并且利用了现成的水源——空气中的湿度。

该装置名为直接空气电解模块（direct air electrolysis module），两个电极分别位于集水单元的两侧，集水单元是一种海绵状材料，可以从空气中吸收水分，也可兼作电解质储存器。两个电极都与空气隔离，意味着氢气和氧气可以作为纯气体被收集。

该模块与电源集成，例如太阳能电池板、风力涡轮机或其他可再生发电机。在反应过程中，所收集的水扩散到电极表面，带正电荷的电极使电子从分子中分离出来，从而形成带正电荷的氧离子和带负电荷的氢离子。然后，氧气被释放出来，同时收集氢气。

该原型能够连续12天制氢。为了测试持久性，研究人员使该装置独立运行8个月。结果发现，该装置可以在空气湿度低至4%的情况下继续工作。目前的测试显示，该装置产生的氢足以为一个房间供暖。研究人员指出，这是一个较小的原型，该装置还可以扩展或将多个模块集成在一起。