Из воздуха: новая солнечная энергия

Исследователи говорят, что их прототип производит водород с чистотой более 99% и работает в сухом воздухе с относительной влажностью 4%.

Исследователи создали устройство на солнечной энергии, которое производит водородное топливо непосредственно из влаги в воздухе.

По словам изобретателей, прототип производит водород с чистотой более 99% и может работать в сухом воздухе с относительной влажностью 4%. По их словам, устройство позволит производить водород без выбросов углекислого газа даже в регионах, где воды на суше не хватает.

Водород — это топливо с нулевым выбросом углерода, из которого в качестве побочного продукта при использовании в топливных элементах выделяется только вода. Однако чистый водород не распространен в природе, и его производство требует затрат энергии. Крупномасштабное производство обычно предполагает использование ископаемого топлива, которое приводит к выбросам углекислого газа.

Ведущий автор исследования и старший преподаватель химического машиностроения в Мельбурнском университете доктор Ганг Кевин Ли заявил, что устройство по производству водорода может работать от солнечной или ветровой энергии.

В ходе контролируемого испытания прототип производил водород более 12 дней подряд. «[Для] одного из них мы оставили его работать самостоятельно на восемь месяцев», – сказал Ли.

Подпишитесь, чтобы каждое утро получать электронное письмо с главными новостями от Guardian Australia.

Устройство состоит из губчатого материала с гигроскопической жидкостью – жидкостью, поглощающей влагу из воздуха, аналогичной по функциям пакетикам с силикагелем. Поглощенные молекулы воды затем расщепляются на электродах на газообразные водород и кислород — процесс, известный как электролиз.

«Водород — это самая чистая энергия… если у вас есть возобновляемые источники энергии для электролиза воды», — сказал Ли.

Подпишитесь на утреннюю почту

Наш утренний брифинг в Австралии раскрывает ключевые события дня, рассказывая, что происходит и почему это важно.

после продвижения информационного бюллетеня

Предполагается, что устройство будет производить до 93 литров водорода на квадратный метр в час. «Если у вас есть 10 квадратных метров этого устройства, вы можете обеспечить электроэнергией целый дом… чтобы заменить потребление природного газа дома для приготовления пищи и отопления», — сказал Ли.

Прототипы пока еще небольшие по размеру, и в следующем году команда планирует создать апартаменты площадью 1 и 10 квадратных метров.

Исследователи полагают, что устройство может стать полезным инструментом в регионах, где жидкая вода недоступна для производства водорода. «Большие части мира испытывают проблемы с нехваткой воды», — сказал Ли. «Когда у вас много возобновляемой энергии – ветра или солнца – у вас [часто] не хватает пресной воды для этого типа производства водорода».

Доктор Ким Бизи из Викторианского водородного центра Университета Суинберна, который не принимал участия в исследовании, сказал, что водородное топливо, хотя и важно, не является серебряной пулей для достижения чистого нуля. «Мы начинаем понимать, что водород будет частью головоломки», — сказала она.

«Это даст нам направление в некоторых отраслях, которые довольно сложно смягчить, таких как транспорт. На данный момент у нас нет альтернативы дизелю… водород — действительно хороший вариант».

Требуемая экономия за счет масштаба «вероятно, не будет достигнута сразу с помощью чистого водорода», сказал Бизи, ссылаясь на высокую цену обычных водородных электролизеров. «Что нам действительно нужно, так это дополнительная государственная поддержка и субсидии для снижения стоимости внедрения этой технологии на местах».

Исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

14 сентября 2022 года в эту статью были внесены поправки, разъясняющие, что при использовании в топливных элементах водород производит только воду в качестве побочного продукта. При сгорании на воздухе также образуются оксиды азота.