(Austin Schmid/Unsplash) Brint har et enormt potentiale som et rent brændstof: det er rigeligt (hovedsageligt i forbindelser som vand), det producerer ingen skadelige emissioner, og det kan også bruges til at lagre energi fra sol-, vind- og tidevandskilder.
Der er dog udfordringer med at producere nok af tingene på en praktisk og overkommelig måde. Spaltning af brint fra vand kan kræve kompliceret teknologi og er også afhængig af rent ferskvand – ikke noget, der er rigeligt tilgængeligt overalt.
Nu er forskere kommet med en ny prototype-enhed, der kan høste vand fra fugtig luft, før den opdeles i brint og ilt.
Desuden er den i stand til at fungere i områder, hvor luftfugtigheden – koncentrationen af vanddamp i luften – er så lav som 4 procent.
'I dette arbejde bekræfter vi, at fugt i luften direkte kan bruges til brintproduktion via elektrolyse på grund af dens universelle tilgængelighed og naturlige uudtømmelighed,' skriver forskerne i deres udgivet papir .
Enheden, som forskerne har sammensat, er en prototype elektrolysator, drevet af elektricitet fra vedvarende energi, til at bryde vand i dets elementer, brint og ilt. I en test med en solenergikilde arbejdede fem elektrolysatorer parallelt.
Elektroderne sidder på hver side af en vandopsamlingsenhed, et svampelignende materiale, der absorberer vand fra luften, men som også fungerer som et elektrolytreservoir. Begge elektroder er isoleret fra luften, hvilket betyder, at brint og ilt kan opsamles som rene gasser, når spaltningen er sket.
En række forskellige materialer og opsætninger blev testet for at få prototypen til at fungere på et tilfredsstillende niveau, og en af de konfigurationer, forskerne prøvede, var i stand til at fungere med succes i 12 på hinanden følgende dage.
'Dette såkaldte direkte luftelektrolyse-modul (DAE) kan arbejde under et udbenet tørt miljø med en relativ luftfugtighed på 4 procent, overvinde problemer med vandforsyningen og producere grønt brint bæredygtigt med minimal indvirkning på miljøet,' skriver forskerne .
Rent drikkevand er en præmie de fleste steder, så denne enhed kan bruges hvor som helst uden at opbruge reserver. Det vil dog sandsynligvis være mest brugbart i tørre eller halvtørre områder, hvor der overhovedet ikke er meget vand.
Vi har set endnu et vigtigt gennembrud med hensyn til produktion af brintbrændstof for nylig, med aluminium og gallium vant til opdele brint- og iltmolekyler i vand . Forskere har nu flere veje at forfølge, når det kommer til at gøre brintkraft til en mere udbredt realitet.
Det er værd at huske på, at denne teknologi stadig er i sine tidlige stadier: Forskellige DAE-opsætninger og materialer resulterede i forskellige resultater med hensyn til effektivitet og strømproduktion. Teamet er dog overbevist om, at deres enhed kan forbedres og skaleres op.
'Yderligere forbedring af overflade-til-volumen-forholdet ved hjælp af tekniske kanaler eller forøgelse af størrelsesforholdet af svampematerialet vil garantere vandoptagelseshastigheden, som er afgørende for opskaleringen af DAE-enhederne,' skriver forskerne .
Forskningen er publiceret i Naturkommunikation .