Hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời sản xuất hydro xanh trực tiếp từ độ ẩm không khí
Ngày: 18/9/2025 | Tác giả: YIN Huajie; ZHAO Weiwei
Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư YIN Huajie từ Viện Khoa học Vật lý, Học viện Khoa học Trung Quốc dẫn đầu đã phát triển một hệ thống chạy bằng năng lượng mặt trời, sản xuất hydro xanh trực tiếp từ độ ẩm không khí mà không cần sử dụng nguồn nước hoặc năng lượng bên ngoài.
Công trình được công bố trên tạp chí Advanced Materials.
Công nghệ điện phân màng trao đổi proton (PEMWE)
PEMWE là một trong những phương pháp chính để sản xuất hydro xanh, được chú ý nhờ hiệu suất cao và hydro tinh khiết. Tuy nhiên, quá trình này phụ thuộc nhiều vào nước tinh khiết, hạn chế ứng dụng ở các khu vực thiếu nước.
Thu nước từ không khí (Atmospheric Water Harvesting – AWH) là một giải pháp mới hứa hẹn giải quyết vấn đề thiếu nước trong sản xuất hydro xanh.
Hệ thống tự duy trì
Nhóm nghiên cứu đã phát triển hệ thống kết hợp thu nước từ không khí bằng năng lượng quang-nhiệt với điện phân màng trao đổi proton.
-
Cách hoạt động: Sử dụng cacbon xốp phân cấp để hấp thụ độ ẩm từ không khí, sau đó bay hơi nhờ nhiệt mặt trời và dẫn vào máy điện phân hydro do nhóm tự thiết kế.
-
Vật liệu xốp được tổng hợp theo khuôn mẫu, nung, rồi oxy hóa bề mặt để tăng khả năng hút nước.
Hiệu suất đáng chú ý
-
Ngay cả trong điều kiện độ ẩm thấp (20%), hệ thống vẫn duy trì hiệu quả thu và bay hơi nước ổn định.
-
Ở độ ẩm 40%, tốc độ sản xuất hydro gần 300 mL/giờ, với độ ổn định và độ tin cậy lâu dài cao.
-
Thử nghiệm thực địa xác nhận hệ thống có thể liên tục sản xuất hydro xanh chỉ với năng lượng mặt trời, không phát thải CO2 và không cần nguồn năng lượng bên ngoài.
Ý nghĩa
Công trình mở ra con đường mới cho sản xuất hydro bền vững ở các khu vực khan hiếm nước, theo nhóm nghiên cứu.
Hỗ trợ nghiên cứu: Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc và Chương trình Đổi mới Hợp tác của Trung tâm Khoa học Hefei.
