Команда ученых под руководством профессора Инь Хуацзе из Института физических наук Хэфэй при Китайской академии наук представила инновационную систему на солнечной энергии. Разработка позволяет производить зеленый водород непосредственно из влаги, содержащейся в атмосфере, без необходимости подключения к внешним источникам воды или электроэнергии.
Технология электролиза воды с протонно-обменной мембраной – PEMWE – является одним из ключевых методов получения зеленого водорода благодаря высокой эффективности и чистоте конечного продукта. Однако этот процесс требует больших объемов воды высокой очистки, что существенно ограничивает его применение в засушливых регионах. Сбор воды из атмосферы, или AWH, рассматривается как перспективное решение этой проблемы.
Исследователи объединили технологию фототермического сбора атмосферной влаги с электролизом в единой автономной системе. В основе лежит иерархически пористый углерод, который действует как адсорбент, улавливая влагу из воздуха. Затем под воздействием солнечного тепла вода испаряется и направляется в специально разработанный электролизер для производства водорода. Пористый материал, созданный методом шаблонного синтеза и последующего обжига, имеет модифицированную поверхность для лучшего поглощения воды.
Новая система продемонстрировала выдающиеся результаты. Она сохраняет стабильную производительность по сбору и испарению воды даже при низкой влажности воздуха – до 20%. В условиях влажности 40% установка достигла скорости производства водорода почти 300 миллилитров в час, показав отличную циклическую стабильность и долгосрочную надежность.
Полевые испытания подтвердили способность системы непрерывно генерировать зеленый водород, используя исключительно солнечную энергию, с нулевыми выбросами углерода и без какого-либо внешнего энергопотребления. По словам команды, эта работа открывает новый путь к устойчивому производству водорода в регионах с дефицитом водных ресурсов.
Исследование было проведено при поддержке Национального научного фонда Китая и Программы совместных инноваций Научного центра Хэфэй.
