System działający w ekstremalnych warunkach
Zespół pod kierunkiem prof. YIN Huajie z Hefei Institute of Physical Science opracował samowystarczalne urządzenie łączące pozyskiwanie wody z powietrza z elektrolizą. Najbardziej imponujące jest to, iż system funkcjonuje przy zaledwie 20% wilgotności względnej, co teoretycznie umożliwia pracę na saharyjskich pustyniach. Kluczowym elementem jest specjalny materiał węglowy o hierarchicznie porowatej strukturze, domieszkowany azotem i tlenem. Jego hydrofilowe właściwości pozwalają efektywnie wychwytywać cząsteczki wody z atmosfery. Następnie energia słoneczna odparowuje zgromadzoną wilgoć, a para trafia do elektrolizera, gdzie zachodzi rozkład na wodór i tlen.
Czytaj też: Strażacy w Chinach właśnie zyskali wielką ochronę. To zaleta fenomenalnego materiału
W kontrolowanych warunkach przy 40% wilgotności urządzenie osiągnęło wydajność około 300 ml wodoru na godzinę. Co ciekawe, testy w południowo-wschodnim Queensland w Australii potwierdziły praktyczne zastosowanie. System wygenerował bowiem 204 ml wodoru na godzinę w szczytowym momencie nasłonecznienia.
System może w sposób ciągły generować zielony wodór, wykorzystując wyłącznie energię słoneczną. Nie ma potrzeby korzystania z żadnego zewnętrznego źródła zasilania, a proces wytwarza zerowe emisje dwutlenku węgla – wyjaśniają członkowie zespołu badawczego z Hefei Institute
Znaczącą zaletą jest eliminacja gazów nośnych takich jak azot czy argon, zwykle koniecznych dla działania konwencjonalnych systemów elektrolizy. To istotnie obniża koszty operacyjne, choć pytanie o trwałość materiałów w dłuższej perspektywie pozostaje otwarte.
Potencjał codziennego wykorzystania i wyzwania czekające na autorów
Technologia mogłaby znaleźć zastosowanie w regionach pustynnych z obfitym nasłonecznieniem, na tropikalnych wyspach czy w obszarach wiejskich z ograniczonym dostępem do wody. Materiał badaczy osiągnął zdolność pozyskiwania wody na poziomie 0,49 l/kg na godzinę przy 40-procentowej wilgotności. Wyniki opublikowane w Advanced Materials bez wątpienia robią wrażenie, lecz wielką niewiadomą pozostaje kwestia ostatecznych kosztów działania poza kontrolowanymi warunkami.
Czytaj też: Diesel odchodzi do lamusa? Nowy system paliwowy bije rekordy mocy
Niemniej jednak sama koncepcja produkcji wodoru bez bezpośredniego zużycia wody słodkiej otwiera nowe możliwości dla energetyki wodorowej. Technologia ma szansę zrewolucjonizować podejście do produkcji zielonego wodoru, szczególnie w miejscach dotąd wykluczonych z tego rodzaju rozwiązań. Sukces będzie jednak zależał od skalowalności systemu i jego opłacalności ekonomicznej w realnych warunkach.