Ймовірно, водень відіграватиме вирішальну роль у наших зусиллях відмовитися від викопного палива, але для його виробництва екологічно чистим способом потрібна величезна кількість води. Тепер дослідники розробили нову техніку, яка робить водневе паливо з повітря навіть у найпосушливішому кліматі.
У той час як технології відновлюваної енергетики та акумуляторних батарей досягають великих успіхів у декарбонізації значної частини енергетичного та транспортного секторів, водень також може стати важливою частиною енергетичної суміші. Його можна спалювати так само, як і звичайне паливо, але єдиним побічним продуктом, який він виділяє, є вода. Він має пристойну щільність енергії, що робить його багатообіцяючим рішенням для додатків із суворими вимогами до ваги, таких як авіація, і він також може бути корисним способом накопичення енергії протягом тривалого часу.
Але наскільки екологічно чисте водневе паливо багато в чому залежить від способу його виробництва. Сьогодні основну масу становить так званий «сірий водень», який виготовляється з викопного палива та призводить до значних викидів парникових газів. Щоб водень сприяв декарбонізації, нам потрібно перейти до «зеленого водню», який виробляється електролізерами, які розщеплюють воду на водень і кисень за допомогою відновлюваної енергії.
Проблема полягає в тому, що багато місць з найкращими джерелами відновлюваної енергії борються з дефіцитом води. Але тепер дослідники з Університету Мельбурна в Австралії розробили нову техніку, яка дозволяє створювати водневе паливо з вологи, поглиненої з повітря. Більше того, він працює, навіть якщо вологість нижча, ніж у найсухіших пустелях світу.
«Здатність використовувати вологу з повітря робить цей модуль DAE [прямий повітряний електролізер] застосовним у віддалених, посушливих і напівпосушливих середовищах, де доступ до прісної води є великою проблемою», — Ганг Кевін Лі. сказав Newsweek. «Більшості територій на землі з високим сонячним і вітровим потенціалом не вистачає прісної води».
Доступ до води буде серйозною проблемою, якщо виробництво зеленого водню буде значно збільшено. В папір в Природа зв'язку, Дослідники зазначають, що більше третини планети є посушливим або напівпосушливим, і існує значне перекриття між територіями з дефіцитом води та областями з найбільшим потенціалом сонячної та вітрової енергії.
Однак навіть у найсухішому кліматі в повітрі є значна кількість вологи. Дослідники відзначають, що навіть у таких місцях, як пустеля Сахель, відносна вологість все ще в середньому становить близько 20 відсотків. Тож вони почали шукати спосіб використовувати цей невикористаний водний ресурс для виробництва водню.
Їх пристрій складається з блоку збору води, в якому розміщена губка, змочена водопоглинаючою рідиною, яка може витягувати вологу з повітря. По обидві сторони цього резервуару знаходяться електроди, які можуть живитися від будь-якого відновлюваного джерела енергії. Коли по ланцюгу проходить струм, вода розщеплюється за допомогою електролізу на атоми кисню та водню, що входять до її складу, які потім можна зібрати у вигляді газу.
Команда показала, що пристрій може ефективно працювати протягом 12 днів поспіль і виробляти водень з чистотою 99 відсотків. Більше того, пристрій продовжує працювати за відносної вологості до чотирьох відсотків.
Щоб перевірити його потенціал у реальному світі, команда встановила п’ять електролізерів паралельно та розмістила їх на вулиці, де вони живилися від сонячної панелі. Установка здатна виробляти в середньому 745 літрів (197 галонів) водню на квадратний метр на день.
Це приблизно половина кількості, яку виробляв би звичайний електролізер, що живиться водою, за аналогічних умов навколишнього середовища, Саймон Беннетт з Міжнародного енергетичного агентства сказав New Scientist, але непогано для пристрою, який працює від вологості.
Основна проблема, з якою стикається водневе паливо, полягає в тому, що інфраструктура для його розподілу сильно відрізняється від тієї, що використовується для сучасного викопного палива, часто потребуючи високого тиску та навіть кріогенного зберігання. Як зазначив Лі Newsweek, такий пристрій, який дозволяє виробляти водень будь-де, може допомогти розподілити виробництво, що може вирішити деякі з цих проблем.
Однак на даний момент найбільшою перешкодою для зеленого водню є вартість. Поки технологія електролізера не здешевшає і не стане більш ефективною, водень навряд чи зможе конкурувати з традиційним паливом, незалежно від того, отримано воно з повітря чи ні.
Зображення Фото: Герд Альтман від Pixabay
