Водород, вероятно, сыграет решающую роль в наших усилиях по отказу от ископаемого топлива, но для того, чтобы сделать его экологически безопасным, требуется огромное количество воды. Теперь исследователи разработали новую технику, позволяющую получать водородное топливо из воздуха даже в самом сухом климате.
В то время как технологии возобновляемых источников энергии и аккумуляторов делают большие успехи в обезуглероживании значительной части энергетического и транспортного секторов, водород также может стать важной частью энергетического баланса. Его можно сжигать так же, как обычное топливо, но единственным побочным продуктом, который он выделяет, является вода. Он имеет приличную плотность энергии, что делает его многообещающим решением для приложений с жесткими требованиями к весу, таких как авиация, а также может быть полезным способом хранения энергии в течение более длительных периодов времени.
Но насколько экологичным является водородное топливо, во многом зависит от того, как оно производится. Сегодня основную часть составляет так называемый «серый водород», который производится из ископаемого топлива и приводит к значительным выбросам парниковых газов. Чтобы водород способствовал обезуглероживанию, нам нужно перейти на «зеленый водород», производимый электролизерами, которые расщепляют воду на водород и кислород с использованием возобновляемых источников энергии.
Проблема заключается в том, что многие места с лучшими возобновляемыми источниками энергии борются с нехваткой воды. Но теперь исследователи из Мельбурнского университета в Австралии разработали новую методику, способную создавать водородное топливо из влаги, поглощаемой из воздуха. Более того, он работает, даже если влажность ниже, чем в самых сухих пустынях мира.
«Возможность использовать влагу из воздуха делает этот модуль DAE [прямой воздушный электролизер] применимым в отдаленных, засушливых и полузасушливых средах, где доступ к пресной воде является большой проблемой», — Ган Кевин Ли. заявил Newsweek. «В большинстве районов на Земле с высоким солнечным и ветровым потенциалом не хватает пресной воды».
Доступ к воде станет серьезной проблемой, если производство зеленого водорода будет значительно увеличено. В бумага в Природа связи, исследователи отмечают, что более трети планеты являются засушливыми или полузасушливыми, и существует значительное совпадение между районами с нехваткой воды и районами с наибольшим потенциалом солнечной и ветровой энергии.
Однако даже в самом сухом климате воздух содержит значительное количество влаги. Исследователи отмечают, что даже в таких местах, как пустыня Сахель, относительная влажность в среднем составляет около 20 процентов. Поэтому они приступили к поиску способа использовать этот неиспользованный водный ресурс для производства водорода.
Их устройство состоит из устройства для сбора воды, в котором находится губка, пропитанная водопоглощающей жидкостью, способной вытягивать влагу из воздуха. По обе стороны от этого резервуара находятся электроды, которые могут питаться от любого возобновляемого источника энергии. Когда ток проходит через цепь, вода расщепляется посредством электролиза на составляющие ее атомы кислорода и водорода, которые затем могут быть собраны в виде газа.
Команда показала, что устройство может эффективно работать в течение 12 дней подряд и производить водород с чистотой 99%. Более того, устройство продолжает работать при относительной влажности до четырех процентов.
Чтобы проверить его реальный потенциал, команда параллельно установила пять электролизеров и разместила их снаружи, где они питались от солнечной панели. Установка могла производить в среднем 745 литров (197 галлонов) водорода на квадратный метр в день.
Это примерно вдвое меньше, чем обычный электролизер с водяным питанием произвел бы в аналогичных условиях окружающей среды, считает Саймон Беннетт из Международного энергетического агентства. заявил New Scientist, но неплохо для устройства, работающего от влаги.
Основная проблема, с которой сталкивается водородное топливо, заключается в том, что инфраструктура для его распределения сильно отличается от той, которая используется для сегодняшнего ископаемого топлива, часто требуя высокого давления и даже криогенного хранения. Как указывал Ли Newsweek, подобное устройство, позволяющее производить водород в любом месте, могло бы помочь распределить производство, что могло бы обойти некоторые из этих проблем.
Однако на данный момент самым большим препятствием для зеленого водорода является стоимость. Пока технология электролизеров не упадет в цене и не станет более эффективной, водород вряд ли сможет конкурировать с традиционными видами топлива, независимо от того, получен он из воздуха или нет.
Изображение Фото: Герд Альтманн от Pixabay
