一個(gè)由中國(guó)科學(xué)家組成的國(guó)際科學(xué)小組表示，他們發(fā)現(xiàn)了一種從極其干燥的空氣中提取水分，從而產(chǎn)生氫氣的新方法，他們將其稱之為“終極清潔能源”。

研究人員表示，該設(shè)備可以在相對(duì)濕度低至4%的干旱環(huán)境使用，這意味著綠色氫可以在不使用液態(tài)水的情況下產(chǎn)生。例如，在非洲的薩赫勒沙漠和澳大利亞中部的烏魯魯沙漠，這些地區(qū)的平均相對(duì)濕度約為20%。

研究人員在周二發(fā)表在《自然通訊》上的一篇論文中寫道:“空氣中的水分可以通過電解直接用于制氫，因?yàn)樗哂衅毡榭捎眯院蛷拇笞匀恢械挠弥唤咝浴！眮碜阅珷柋敬髮W(xué)、曼徹斯特大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院的化學(xué)工程師團(tuán)隊(duì)表示，空氣中隨時(shí)有13萬億噸水。

電解是利用電將水分解為氫和氧的過程?？茖W(xué)家們表示，當(dāng)這個(gè)過程由可再生電力驅(qū)動(dòng)時(shí)，綠色氫是“低碳經(jīng)濟(jì)最具前景的能源載體”。除此之外，氫還可以作為一種儲(chǔ)存介質(zhì)，用于儲(chǔ)存不能持續(xù)使用的能源，如太陽能、風(fēng)能和潮汐能。

不過根據(jù)該論文，可再生能源分配和淡水供應(yīng)之間的全球地理錯(cuò)位使得優(yōu)先考慮飲用水的地方很難生產(chǎn)氫。報(bào)告指出，北非、西亞和中亞、大洋洲中西部和北美西南部地區(qū)淡水短缺，但有潛力利用太陽能和風(fēng)能。

為了克服沒有足夠水產(chǎn)生氫氣的問題，科學(xué)家們?cè)O(shè)計(jì)了一種裝置，使用多孔材料(比如三聚氰胺海綿)，將其浸泡在電解質(zhì)中，從空氣中吸收水分，然后將捕獲的液態(tài)水分解為氫和氧。這一過程可以由太陽能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)或其他可再生發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。

根據(jù)這項(xiàng)研究，該團(tuán)隊(duì)的原型機(jī)占地約1平方米，每小時(shí)可以生產(chǎn)93升氫氣。經(jīng)過測(cè)試后，該設(shè)備在40%的相對(duì)濕度下，不添加任何液態(tài)水，可以連續(xù)12天生產(chǎn)高純度氫氣。

來自曼徹斯特大學(xué)化學(xué)工程系的范表示，這種設(shè)備有很多優(yōu)勢(shì)：“許多擁有豐富可再生能源的地方供水有限，但是這個(gè)裝置可以不用爭(zhēng)奪稀缺的飲用水，而是從空氣中收集水，從而產(chǎn)生氫氣。另外生產(chǎn)過程還利用了過剩的可再生能源，當(dāng)電網(wǎng)達(dá)到最大容量時(shí)，如果不儲(chǔ)存或發(fā)送到電網(wǎng)，這些能源可能會(huì)被浪費(fèi)?！?/p>

范說，這一發(fā)展對(duì)使用綠色氫作為原料和可再生能源來減少碳足跡的化學(xué)制造商也具有重要意義，氨生產(chǎn)就是一個(gè)例子。

中國(guó)科學(xué)院的共同作者胡表示，當(dāng)該裝置擴(kuò)大規(guī)模時(shí)，氫氣可能會(huì)通過天然氣管道輸送到城市。他說:“未來幾十年，當(dāng)中國(guó)降低天然氣在其能源結(jié)構(gòu)中的比例時(shí)，現(xiàn)有的管道網(wǎng)絡(luò)可以用來從西部向東部沿海城市輸送氫氣。該設(shè)備體積較小，可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)行，為日常生活提供電力?！?/p>

該研究的主要作者、墨爾本大學(xué)化學(xué)工程系的高級(jí)講師李表示，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃擴(kuò)大該裝置，并探索它的其他應(yīng)用。他說：“明年第三季度，它將擴(kuò)大到10平方米，這樣就可以生產(chǎn)足夠一個(gè)家庭一天的氫能源?！?/p>

李估計(jì)，如果將其擴(kuò)大到一個(gè)由太陽能驅(qū)動(dòng)的網(wǎng)球場(chǎng)大小，該裝置每年將能夠產(chǎn)生為400輛汽車提供燃料的氫氣。他預(yù)計(jì)該產(chǎn)品將于2025年底上市，規(guī)模為1000平方米，可在沙漠、寒冷地區(qū)和有風(fēng)暴的地方使用。