Группа исследователей из Мельбурнского университета, работая с коллегой из Манчестерского университета, разработала устройство, которое может использовать влажность воздуха для получения газообразного водорода. В своей статье, опубликованной в журнале Nature Communications, авторы описывают свое устройство и его производительность в лабораторных условиях.
Большинство попыток использовать электролиз связаны с использованием воды из чистого источника и, как правило, являются сложными и дорогостоящими, поэтому водород до сих пор широко не используется для питания транспортных средств. В этой новой работе исследователи упростили процесс и использовали легкодоступный источник воды — влажность.
Устройство, которое команда называет модулем прямого воздушного электролиза, было изготовлено с использованием губчатых материалов для создания электродов. Они сравнивают их с силикагелем, который часто можно увидеть в пакетах для поглощения влаги. Собранная влага перемещается в камеру, где она подвергается электролизу. Ключом к успеху модуля оказалось то, что гигроскопичные электролиты могут постоянно подвергаться воздействию атмосферы и собирать новые объемы воды.
Электроэнергия для электролиза либо при помощи небольшого ветрогенератора (подобно тем, что иногда можно видеть на пешеходных переходах), либо солнечной панелью.
Прототип, представляющий собой стойку из пяти таких электролизных модулей тестировался на протяжении 12 дней подряд, после чего были собраны средние данные по его производительности. Оказалось, что экспериментальная установка способна производить 186 миллилитров водорода в час, что в пересчете на один квадратный метр панелей может дать 745 литров водорода в сутки.
Исследователи также провели тест долговечной работы устройства, дав ему работать в течение восьми месяцев. Оказалось, что и по истечении этого срока устойчивость работы электролизера не снижается. Более того, нижний порог относительной влажности, при которой работает устройство, оказался весьма низким – в 4%.