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科技新知

濕度低於 4% 也能運作,澳洲研發「空氣製氫」技術

  • 發佈日期:2022/9/19
  • 資料來源:科技新報
  • 點閱次數:459次
發布日期 2022 年 09 月 16 日 14:15 |作者 Daisy Chuang |


製氫方法百百種,若要乾淨環保可採用再生能源電解水製氫,而現在澳洲研究團隊正帶來新的選項,提出「空氣電解氫氣」方法,不需要任何水源,直接空氣電解(Direct Air Electrolyser,DAE)可直接吸收並轉化大氣中的水分。

相較於傳統的天然氣製氫,再生能源電解水製氫雖然是種綠色又環保的製氫方式,但對於天候十分乾燥的國家來說,獲得乾淨的水源資源有限,根據聯合國水資源組織,全球有 23 億人生活在缺水國家,其中 7.33 億人生活在嚴重缺水國家。

但是澳洲團隊研究的新技術,就算濕度低於 4% 也一樣能運作。

墨爾本大學化學工程師提出的設計其實相當簡單:一座用兩個平板當陰陽兩極的電解槽,陰陽兩極中間則是是一種三聚氰胺海綿或燒結玻璃泡沫多孔材料,只要將介質浸泡在吸濕性離子溶液(hygroscopic liquids)中,就可以自行吸收空氣中水分。

圖為空氣製氫之化學說明圖示

之後只要連接能源並暴露在空氣中,陰極就可以釋放氫氣,陽極則釋放氧氣。研究人員認為,這是首次直接從空氣中提取氫氣,工作濕度甚至可以降到 4%,適用任何地方,畢竟即使是澳洲紅土中心(Red Centre),濕度也往往在 20% 左右。

研究人員測試各種不同的吸濕性液體、多孔介質、厚度和其他參數,最終實現 95% 左右的法拉第效率。團隊將 DAE 設備與書本大小的太陽能電池板連接後,發現設備每天每平方公尺能夠產生 3.7 立方公尺的高純度氫氣。

團隊認為這項技術技術與結構上雙雙可行,且維護成本相當低,下一步將在各種惡劣條件和溫度下進行測試,並擴大規模。團隊首席研究員 Kevin Gang Li 表示,我們正在擴大 DAE 規模,從五層堆疊到 1 平方公尺,然後再到 10 平方公尺。只是就算團隊可以在實驗室模擬乾燥的氣候,但這終究不是真正的沙漠,因此之後會前往愛麗斯泉(Alice Springs)待幾週測試看看結果。

World’s first direct air electrolyzer makes hydrogen from humidity
A new device creates hydrogen from air
(首圖來源:墨爾本大學)

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