Генерировать зеленый водород из воздуха и солнца? Это возможно и надежно

Разработана в Китае самодостаточную систему, которая сочетает в себе фототермическую коллекцию атмосферной воды с электролизом с протонной обменной мембраной.

Выращивание зеленого водорода из воздуха и солнца, без какого -либо внешнего потребления энергии, возможно. Возможно, не особенно эффективно, но, безусловно, надежный и устойчивый. Сегодня это группа исследователей из Китайской академии наук, которые в сотрудничестве с коллегами из Ирландии и Австралии разработали новую систему электролиза для регионов со дефицитом воды.

Работа связала две проверенные технологии для совместной работы: система сбора пористой углеродной атмосферной воды и электролиз протонов обмена мембраной. Чтобы полностью понять прогресс, достигнутый новым исследованием, вы должны сделать шаг назад.

Elettolisi Pemwe: операция, преимущества и недостатки

Водный электролиз с протоном или обменной мембраной Пемве (Протонные обменные мембраны вода электролизИспользование английской аббревиатуры является эффективной и экологической технологией для генерации зеленого водорода. Для работы, как и весь электролиз, ему нужна энергия: применение электрического напряжения на обоих электродов, вода на стороне анода выделяет кислород, свободные электроны и ионы водорода; Последний мигрирует через мембрану к катоду, где они объединяются с электронами с образованием газообразного водорода.

Преимущества Пемве? Они могут работать при высокой плотности тока, тем самым снижать эксплуатационные расходы и могут быть связаны с динамическими источниками, такими как ветер и фотоэлектрическая, где внезапные пики введенной энергии, в противном случае они будут привести к неквалифицированной энергии. Не только это. Мембрана имеет низкую скорость кроссовера газа (Газовые перекрестки) Следовательно, образуемый водород и кислород имеют очень высокую чистую, основную особенность, особенно для использования H₂ топливных элементов.

Задача чистой воды

Чтобы решить эту проблему, команда во главе с профессором Инь Хуаджи из Китайской академии наук интегрировала Pemwe с самодостаточной и солнечной энергией атмосферной системы сбора воды. Чтобы захватить влажность от воздуха, прототип использует фототермический адсорбент на основе иерархически пористого углерода. Операция проста: материал связывается с водой, содержащейся в воздухе, и когда он поражен светом, он выделяет молекулы адсорбитов на ее поверхности.

Результаты теста

Команда оснастила электролизер солнечной панелью (175 × 116 мм) в качестве источника питания. После того, как тест был проверен, раствор достиг рекордной способности сбора воды в 0,49 литра в час на кг адсорбента с влажностью, относящейся к 40%. Во время открытых тестов система коснулась пика генерации зеленого водорода 204 мл в час в полдень, используя только влажность атмосферы в качестве сырья. Удивительно, но ученые объясняют, что система оставалась эксплуатационной в чрезвычайно низких условиях влажности (20%), показывающих ее достоверность даже в засушливых средах.

Результаты опубликованы на Продвинутые материалы (текст на английском).