Australští vědci vyvinuli nový modul k výrobě vodíku pomocí vody z atmosféry. Tvrdí, že jejich nový modul může zajistit stabilní výkon a poskytnout zelený vodík pro odlehlé oblasti.
Modul k výrobě vodíku
Výzkumníci z University of Melbourne a University of Manchester navrhli modul přímé elektrolýzy vzduchu (DAE) pro výrobu vodíku pro aplikace v odlehlých oblastech.
Zařízení využívá vlhkost ve vzduchu k přímému generování vodíku prostřednictvím elektrolýzy, bez jakéhokoli vstupu kapalné vody. Modul se skládá z jednotky pro jímání vody uprostřed a elektrod na obou stranách spárovaných se sběrači plynu. Lze jej spárovat jak s fotovoltaickými a větrnými generátory, tak s jakýmkoliv generátorem využívajícím obnovitelné zdroje energie.
Jednotka pro jímání vody také funguje jako zásobník elektrolytu.
„Pórovité médium, jako je melaminová houba nebo pěna ze slinutého skla, je nasáklé iontovou látkou, která absorbuje vlhkost ze vzduchu přes exponované povrchy,“ uvedli vědci. „Zachycená voda v kapalné fázi je přenášená na povrchy elektrod difúzí a následně se štěpí na vodík a kyslík. Vodík a kyslík se shromažďuje odděleně jako čistý plyn, protože obě elektrody jsou izolované od vzduchu.“
Řekli, že zásobník mezi koncovou deskou a porézní pěnou funguje jako vzduchová bariéra a nárazník pro iontový roztok při nadměrném kolísání vlhkosti vzduchu. Poznamenali, že zabraňuje přetečení elektrolytu z modulu DAE nebo vysychání navlhčené pěny.
„Pěna naplněná iontovými roztoky tvoří fyzickou bariéru, která účinně izoluje vodík, kyslík a vzduch od jakéhokoli míšení,“ uvedli.
Dva prototypy
Skupina postavila dva prototypy spoléhající se na solární a větrnou energii. Postavili solárně poháněnou volně stojící vodíkovou věž se solárním panelem a pěti paralelně naskládanými moduly DAE.
„Půdorys věže není větší než solární panel, což znamená, že naše DAE nezabere další pozemky. To může být v některých oblastech nákladné,“ uvedli.
Navržená konfigurace systému se testovala po dobu dvanácti dnů s venkovní teplotou v rozmezí od 20 °C do 40 °C a relativní vlhkostí v rozmezí od 20 % do 40 %. Zařízení vyrobilo kolem 1500 ml vodíku za den a vykazovalo Faradayovu účinnost kolem 95%. Faradická účinnost je mírou účinnosti, se kterou se elektrony účastní dané elektrochemické přeměny.
„Po ponechání výše uvedeného modulu DAE bez dozoru ve vzduchu po dobu osmi měsíců zůstává Faradayova účinnost vodíku kolem 90 %, bez jakékoli údržby,“ uvedli akademici. „Prototyp dosáhl automatizované stabilní produkce vodíku v závislosti na intenzitě slunečního záření za různých povětrnostních podmínek.“
Vědci představili novou technologii ve „Výrobě vodíku ze vzduchu“, kterou nedávno publikovali v Nature Communications.
„Další zlepšení poměru povrchu k objemu pomocí technických kanálů nebo zvýšení poměru stran materiálu houby zaručí rychlost absorpce vody. Voda je nezbytná pro zvyšování jednotek DAE,“ uzavřeli.
Zdroje: pv-magazine, Top Nosiče
