科技日报记者 刘霞
一组来自中国、英国和澳大利亚的联合研究团队在6日出版的英国《自然·通讯》杂志上撰文称，他们通过电解稀薄空气(湿度低至4%)中的水，而非传统方法电解液态水，制造出了绿氢。最新方法使科学家们能在干燥和偏远地区制造出氢燃料，对环境影响最小。
通过直接电解空气(DAE)法制氢的概念示意图。
图片来源：《自然·通讯》网站相关论文
研究人员表示，新开发的“直接空气电解器”(DAE)模块使用持续暴露在大气中的吸湿电解液，这种电解液具有自发(无需外部能量输入)从空气中提取水分的潜力，一旦与可再生电源连接，就可用于电解和制氢。
在传统方法中，电解水指的是从液态水中收集氢和氧，将两个电极放入水中并使电流流过，阳极上的电子被从水中剥离，形成带正电荷的氢离子和氧分子。阴极电子被给予氢离子，形成氢气。但这种方法要求使用纯液态水，这就限制了其在水资源不丰富地区的使用。而DAE通过收集空气中已存在的水，消除了这一风险并降低了相关成本，使其能够在任何地方生产氢气。
研究人员在比沙漠都要干燥、相对湿度为4%的条件下对DAE进行了测试，其表现良好。莫哈韦沙漠白天的平均相对湿度介于10%到30%之间，夜间可接近50%，这意味着即使在干旱地区，DAE仍然可以工作。研究团队对装置原型使用来自太阳的输入能量进行了测试，发现其具有稳定的法拉第效率，在连续12天内，电荷转移的效率约为95%。
研究人员指出，这项新技术的好处是，电解中使用的电力可来自风能或太阳能等可再生能源，产生的氢气可用作氢燃料，甚至可用于氢核聚变反应。该设备既可放置在太阳能或风能丰富但缺水的地区，也适用于在偏远地区制氢。
责任编辑： 常丽君
