世界初の空気直接電解装置で湿気から水素を製造

オーストラリアの研究者たちは、他の淡水源を必要とせず、地球上のどこでも、空気中から直接水素を電気分解する方法を開発し、テストしました。 直接空気電解装置 (DAE) は、「完全に乾燥した」湿度 4% に至るまで、大気中の湿気を吸収して変換します。

このような機械は、膨大な太陽エネルギーの可能性とともに、クリーン エネルギーの輸出国としての野心を抱いている一方で、干ばつが蔓延しており、きれいな水へのアクセスが限られているオーストラリアのような国に特に関連性がある可能性があります。 水素生産と水供給の必要性を切り離すことで、グリーン水素を出荷できる場所ならどこでも多かれ少なかれグリーン水素を生産できるようになる可能性がある。また、水不足と太陽光発電の可能性はしばしば密接な関係にあるため、これはアフリカの大部分にとって恩恵となる可能性がある。 、アジア、インド、中東も同様です。

メルボルン大学の化学技術者は、彼らが言うところの単純な設計、つまりアノードとカソードとして機能する 2 つの平板を備えた電解槽を考案しました。 2 枚のプレートの間には、メラミンスポンジや焼結ガラスフォームなどの多孔質材料が挟まれています。 この媒体は、空気中の水分を自然に吸収できる化学物質である吸湿性イオン溶液に浸されています。

それをエネルギー源に接続し、空気にさらすと、水素がカソードで放出され始め、酸素がアノードで放出され始めます。非常に簡単です。 研究者らは、水素が空気中から直接抽出されたのはこれが初めてだと考えており、アリススプリングスのようなオーストラリアのレッドセンターの乾燥した地域でさえ湿度が約20％である傾向があるのに対し、水素は湿度4％まで機能することに注目している。

研究者らは、さまざまな吸湿性液体、多孔質媒体、厚さ、その他のパラメーターをテストし、最終的に約 95% のファラデー効率を達成しました。 研究チームは、文庫本サイズの太陽電池パネルに接続した DAE が、陰極 1 平方メートル (10.7 平方フィート) あたり、1 日あたり 3.7 立方メートル (131 立方フィート) の高純度水素を生成できることを発見しました。

研究チームは、この技術は技術的にも構造的にも実現可能で、メンテナンスの手間がかからないと説明しており、次のステップは、さまざまな過酷な条件や温度でテストし、大幅にスケールアップすることだと述べている。

この論文の主任研究員であるケビン・ガン・リー博士は、「私たちはDAEを5層スタックから1メートル四方、さらには10メートルとスケールアップする過程にあります」と語る。 「研究室で乾燥した気候をシミュレートすることはできますが、それは本当の砂漠ではありません。そこで、アリススプリングスに持ち込んで数週間過ごし、様子を見てみたいと考えています。」

この研究は、Nature Communications 誌にオープンアクセスで掲載されています。

出典: メルボルン大学