(圖片來(lái)源:NATURE)
目前,全世界的研究人員致力于緩解氣候變暖趨勢(shì),尤其是將氫作為替代能源。這種燃料在燃燒時(shí)產(chǎn)生的副產(chǎn)物只有水,基本可以實(shí)現(xiàn)零排放。作為常用的制氫方法,大多數(shù)水電解過(guò)程都需要使用純凈的水,不僅操作復(fù)雜,而且成本較高,導(dǎo)致氫未被廣泛用作汽車動(dòng)力。在這項(xiàng)研究中,研究人員簡(jiǎn)化了這一過(guò)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(gè)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(chǔ)存器。兩個(gè)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(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)或其他可再生發(fā)電機(jī)。在反應(yīng)過(guò)程中,所收集的水?dāng)U散到電極表面,帶正電荷的電極使電子從分子中分離出來(lái),從而形成帶正電荷的氧離子和帶負(fù)電荷的氫離子。然后,氧氣被釋放出來(lái),同時(shí)收集氫氣。
該原型能夠連續(xù)12天制氫。為了測(cè)試持久性,研究人員使該裝置獨(dú)立運(yùn)行8個(gè)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(cè)試顯示,該裝置產(chǎn)生的氫足以為一個(gè)房間供暖。研究人員指出,這是一個(gè)較小的原型,該裝置還可以擴(kuò)展或?qū)⒍鄠€(gè)模塊集成在一起。
原標(biāo)題: 研究人員開(kāi)發(fā)新裝置 利用空氣濕度制造氫氣