Čínští vědci vyrábějí „zelený“ vodík přímo ze vzduchu, pouze za pomoci sluneční energie a bez vnějšího zdroje vody, a generují až 300 ml/h díky extrakci vlhkosti ze vzduchu.
Nové zařízení Institutu fyzikálních věd v Hefeji vyrábí vodík bez emisí z atmosférické vlhkosti, a to i při vlhkosti pouhých 20 %.
- Zelený vodík ze vzduchu.
- Bez elektrické sítě, bez kapalné vody.
- Pouze slunce a vlhkost okolního prostředí.
- Vysoká účinnost i při nízké vlhkosti.
- Nulové emise, nulový odpad.
- Použitelné v suchých oblastech.
- Slibná a škálovatelná technologie.
Solární systém vyrábí zelený vodík přímo z vlhkosti ve vzduchu
Tým pod vedením Yin Huaze z Institutu fyzikálních věd v Hefei (Čínská akademie věd) vyvinul zcela autonomní systém, který generuje zelený vodík z vlhkosti v okolním prostředí, bez nutnosti použití kapalné vody nebo externích zdrojů energie.
Studie publikovaná v časopise Advanced Materials představuje významný krok v hledání životaschopných řešení pro výrobu vodíku v oblastech s nedostatkem vody. Systém kombinuje sběr atmosférické vody (AWH) a elektrolyzu pomocí protonové výměnné membrány (PEMWE) v integrované konstrukci, která je napájena výhradně solární energií.
Proč je to důležité?
Zelený vodík je považován za jeden z klíčových prvků globální energetické transformace. Na rozdíl od vodíku vyráběného z přírodního plynu (šedý vodík) není jeho výroba elektrolýzou doprovázena emisemi skleníkových plynů. Problém spočíval v tom, že tato technologie vyžaduje velké množství ultračisté vody, což je v suchých nebo odlehlých oblastech nemožné.
Právě zde se hodila práce čínského týmu: podařilo se jim vyvinout řešení, které získává vodu přímo ze vzduchu, a to i za podmínek relativní vlhkosti pouhých 20 %, a přeměňuje ji na vysoce čistý vodík bez emisí a bez nutnosti vodní nebo elektrické infrastruktury.
Jak systém funguje?
Srdcem zařízení je porézní uhlíkový materiál, který byl vyvinut pro účinné zachycování vodní páry z okolního prostředí. Tento materiál se získává syntézou podle vzoru a kalením a poté se podrobuje oxidačnímu zpracování, které zlepšuje jeho afinitu k vodě.
Po zachycení se vlhkost zahřívá sluneční energií díky fototermálnímu komponentu, což vede k jejímu odpaření a následnému vstupu do PEM elektrolyzéru, kde se rozkládá na vodík a kyslík.
Během testování dosáhla systém výkonnosti téměř 300 mililitrů vodíku za hodinu při vlhkosti 40 % a prokázala vynikající stabilitu provozu během dlouhých cyklů. V reálných podmínkách na volném vzduchu pokračovala v provozu bez přerušení a bez nutnosti časté údržby.
Konkrétní použití a současný kontext
Tato technologie může být obzvláště revoluční v regionech, jako je severní Afrika, Blízký východ nebo pouštní oblasti Austrálie a Latinské Ameriky, kde je sluneční záření hojné, ale voda je vzácným zdrojem.
Kromě toho odpovídá regulačním trendům, které stimulují výrobu zeleného vodíku. Například Evropská unie stanovila ambiciózní cíle pro rok 2030 v rámci své strategie dosažení klimatické neutrality. Čína již začala zahrnovat zelený vodík do svého pětiletého plánu jako strategické palivo.
Dokonce i velké energetické společnosti zkoumají podobné technologie. Projekty jako Desert Bloom Hydrogen v Austrálii také využívají vlhkost prostředí k výrobě vodíku bez použití tradičních zdrojů vody, což posiluje globální zájem o tento přístup.
Potenciál
Tyto technologie otevírají cestu k decentralizovanějšímu, udržitelnějšímu a spravedlivějšímu energetickému modelu. Eliminují potřebu vodní nebo elektrické infrastruktury a umožňují výrobu vodíku na místě v izolovaných komunitách nebo regionech, které trpí nedostatkem vody.
Kromě toho jejich provoz na solární energii zaručuje nulovou uhlíkovou stopu, což přímo přispívá ke snížení emisí v energetickém a dopravním sektoru, dvou hlavních vinících globálního oteplování.
V perspektivě může integrace těchto systémů do hybridních sítí, spolu s akumulací energie a mikrosítěmi, umožnit vývoj autonomních energetických ekosystémů, které budou schopny dodávat energii jak malým venkovským objektům, tak kriticky důležité infrastruktuře v klimaticky zranitelných oblastech.
Pokud se podaří zajistit efektivní škálování za konkurenceschopné ceny, může tato inovace hrát klíčovou roli v globální dekarbonizaci, demokratizovat přístup k zelenému vodíku a usnadnit přechod k čistší a spravedlivější ekonomice.
