德媒:科學家發明沙漠空氣製氫技術

2022年09月09日20:40

參考消息網9月9日報導 據德國《世界報》網站9月6日報導,利用電化學方法將水分解並獲取氫氣,是一種生產氣候中性能源的關鍵技術。如果在此過程中使用的電能源自太陽能或風能,那麼生產出來的就是“綠氫”。

氫這種能源在燃燒過程中不會釋放任何二氧化碳。氫氣可以被保存、運輸並以多種方式利用——從安裝在智能手機里的迷你燃料電池到飛機使用的氣候中性燃料。

因此,許多科學家都在研究如何改良電解槽(一種可大規模將水分解為氫氣和氧氣的設備)。它應該儘可能高效,在儘可能長的時間內不需要維護保養,而且製造成本要低廉。

但有個問題尚未得到足夠關註:在淡水不足的情況下也可以使用電解槽嗎?畢竟,地球陸地面積的三分之一以上是沙漠和半乾旱地區,而且仍有很多人(世界人口的20%)居住在這些地區。

電解海水絕不是一個解決辦法。海水被電解後會產生氯氣,它不僅會讓催化劑失效,本身也是一種有毒廢料。因此,要想電解海水,首先需要有海水淡化設施,然後才能用電解槽和淡化後的水製取氫氣。

報導稱,澳州墨爾本大學的科學家近日在英國專業雜誌《自然·通訊》上介紹了一種不需要水就能製氫的新技術。這種所謂的“直接空氣電解(DAE)”方法只需要使用周圍的空氣作為原料。即便是在乾旱地區,空氣也總是含有少量水分。

研究員李剛(音)表示,即使在空氣極度乾燥的地方,這種方法也是可行的。DAE設備曾在空氣濕度僅為4%的情況下,正常運行並製造出氫氣。

這一實驗使用的電能由太陽能電池提供。當然,如果使用的是來自風力發電設施的電能,這個設備也同樣能良好運轉。在研究人員結束實驗前,5個被組裝到一起的電解池模組連續運轉了整整12天。研究人員稱,每平方米陰極的單日製氫量為745升,效率達到95%。

報導稱,這個空氣電解池的核心部件是一塊浸透了硫酸的海綿。硫酸不僅可充當電解質,本身還是一種吸水性極強的物質,可以從周圍乾燥的空氣中大量吸收水分子,送入設備,進而分解出氫氣和氧氣。本次實驗是在25攝氏度的氣溫下完成的。

由此基本可以證實,只要有風力或太陽能發電設備,即便是在世界上最乾旱的地區,也可以利用空氣製取氫氣。研究人員稱,整個地球大氣層約含有13萬億噸水。

最後的問題在於,這項電解技術的製氫量是否具備經濟效益。研究人員強調,他們的技術是可擴展的,也就是說,只需同時啟動足夠多的模組,就能達到期望的製氫量。

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