科学家发明\\「科学发明有哪些」

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一个由中国科学家组成的国际科学小组表示，他们发现了一种从极其干燥的空气中提取水分，从而产生氢气的新方法，他们将其称之为“终极清洁能源”。

研究人员表示，该设备可以在相对湿度低至4%的干旱环境使用，这意味着绿色氢可以在不使用液态水的情况下产生。例如，在非洲的萨赫勒沙漠和澳大利亚中部的乌鲁鲁沙漠，这些地区的平均相对湿度约为20%。

研究人员在周二发表在《自然通讯》上的一篇论文中写道:“空气中的水分可以通过电解直接用于制氢，因为它具有普遍可用性和从大自然中的用之不竭性。”来自墨尔本大学、曼彻斯特大学和中国科学院的化学工程师团队表示，空气中随时有13万亿吨水。

电解是利用电将水分解为氢和氧的过程。科学家们表示，当这个过程由可再生电力驱动时，绿色氢是“低碳经济最具前景的能源载体”。除此之外，氢还可以作为一种储存介质，用于储存不能持续使用的能源，如太阳能、风能和潮汐能。

不过根据该论文，可再生能源分配和淡水供应之间的全球地理错位使得优先考虑饮用水的地方很难生产氢。报告指出，北非、西亚和中亚、大洋洲中西部和北美西南部地区淡水短缺，但有潜力利用太阳能和风能。

为了克服没有足够水产生氢气的问题，科学家们设计了一种装置，使用多孔材料（比如三聚氰胺海绵），将其浸泡在电解质中，从空气中吸收水分，然后将捕获的液态水分解为氢和氧。这一过程可以由太阳能电池板、风力涡轮机或其他可再生发电机提供动力。

根据这项研究，该团队的原型机占地约1平方米，每小时可以生产93升氢气。经过测试后，该设备在40%的相对湿度下，不添加任何液态水，可以连续12天生产高纯度氢气。

来自曼彻斯特大学化学工程系的范表示，这种设备有很多优势：“许多拥有丰富可再生能源的地方供水有限，但是这个装置可以不用争夺稀缺的饮用水，而是从空气中收集水，从而产生氢气。另外生产过程还利用了过剩的可再生能源，当电网达到最大容量时，如果不储存或发送到电网，这些能源可能会被浪费。”

范说，这一发展对使用绿色氢作为原料和可再生能源来减少碳足迹的化学制造商也具有重要意义，氨生产就是一个例子。

中国科学院的共同作者胡表示，当该装置扩大规模时，氢气可能会通过天然气管道输送到城市。他说:“未来几十年，当中国降低天然气在其能源结构中的比例时，现有的管道网络可以用来从西部向东部沿海城市输送氢气。该设备体积较小，可以在偏远地区运行，为日常生活提供电力。”

该研究的主要作者、墨尔本大学化学工程系的高级讲师李表示，该团队计划扩大该装置，并探索它的其他应用。他说：“明年第三季度，它将扩大到10平方米，这样就可以生产足够一个家庭一天的氢能源。”

李估计，如果将其扩大到一个由太阳能驱动的网球场大小，该装置每年将能够产生为400辆汽车提供燃料的氢气。他预计该产品将于2025年底上市，规模为1000平方米，可在沙漠、寒冷地区和有风暴的地方使用。