Первый в мире прямой воздушный электролизер производит водород из влаги

Австралийские исследователи разработали и протестировали способ электролиза водорода прямо из воздуха в любой точке Земли, не требуя какого-либо другого источника пресной воды. Электролизер прямого воздушного электролиза (DAE) поглощает и преобразует атмосферную влагу – вплоть до «сухой» влажности 4%.

Такая машина могла бы быть особенно актуальна для такой страны, как Австралия, которая амбициозна как экспортер экологически чистой энергии наряду с огромным потенциалом солнечной энергии, но также имеет широко распространенные засухи и ограниченный доступ к чистой воде. Отделение производства водорода от необходимости водоснабжения может позволить производить зеленый водород более или менее везде, откуда его можно доставить – а поскольку нехватка воды и солнечный потенциал часто идут рука об руку, это может оказаться благом для большей части Африки. , Азия, Индия и Ближний Восток тоже.

Инженеры-химики из Мельбурнского университета придумали, по их словам, простую конструкцию: электролизер с двумя плоскими пластинами, действующими как анод и катод. Между двумя пластинами зажат пористый материал — например, меламиновая губка или спеченный пеностекло. Эта среда пропитана гигроскопичным ионным раствором – химическим веществом, которое может самопроизвольно поглощать влагу из воздуха.

Подключите его к источнику энергии, выставьте на воздух, и на катоде начнет выделяться водород, а на аноде — кислород, вот и все. Исследователи полагают, что это первый случай, когда водород извлекают непосредственно из воздуха, и отмечают, что он работает при влажности до 4%, тогда как даже в засушливых районах Красного центра Австралии, таких как Алис-Спрингс, влажность обычно составляет около 20%.

Исследователи протестировали различные гигроскопичные жидкости, пористые среды, толщину и другие параметры, в конечном итоге добившись фарадеевской эффективности около 95%. Подключив солнечную панель размером с мягкую обложку, команда обнаружила, что DAE способен генерировать 3,7 кубических метров (131 куб. футов) водорода высокой чистоты в день на квадратный метр (10,7 кв. футов) катода.

Команда описывает технологию как технически и структурно жизнеспособную и не требующую особого обслуживания, и говорит, что следующими шагами будут ее испытания в различных суровых условиях и температурах, а также дальнейшее масштабирование.

«Мы находимся в процессе масштабирования DAE с пятислойной стопки до одного квадратного метра, затем до 10 метров и так далее», — говорит доктор Кевин Ганг Ли, ведущий исследователь статьи. «И мы можем смоделировать сухой климат в лаборатории, но это не настоящая пустыня. Итак, мы хотим отвезти его в Алис-Спрингс и провести пару недель, посмотреть, как пойдет».

Исследование находится в открытом доступе в журнале Nature Communications.

Источник: Мельбурнский университет.