中國的研究人員最近開發出一種太陽能驅動系統，可以直接從空氣中的濕氣中生產綠色氫氣。這項研究由中國科學院合肥物質科學研究院的尹華杰教授領導，團隊創建了一個自給自足的系統，無需外部水源或能源。氫氣被認為是未來最重要的清潔燃料之一，具有在工業、交通工具及能源系統中以極低碳排放提供動力的潛力。然而，如何可持續地生產氫氣仍然是一個重大的挑戰。
目前大多數綠色氫氣的生產方法依賴於高純度水，這一要求使得在水資源稀缺的地區進行氫氣生產變得困難。研究人員開發的新系統以新穎的方式解決了這一問題。它不再依賴外部水源，而是直接從空氣中捕獲濕氣。通過從大氣中收集水分，這一系統使得即使在乾燥的環境中也能生產氫氣，這為以前無法支持氫氣生產的地區開啟了可持續氫氣生產的大門。
這一新方法結合了兩種技術：大氣水收集和質子交換膜電解（PEMWE）。PEMWE是生產綠色氫氣的主要方法之一，因為其效率高且能產生純氫。然而，這種方法通常需要大量的純化水。為了克服這一限制，研究人員利用大氣水收集技術捕獲空氣中的濕氣。該系統使用專門設計的分層多孔碳材料，能有效吸收水分。隨後，太陽熱能使收集到的水蒸發，並直接進入定制的電解槽中以產生氫氣。這種多孔碳材料是通過模板合成和煅燒製成的，並經過處理以提高其吸水能力。
該系統在實驗室測試中顯示出令人印象深刻的結果。即使在相對濕度僅為 20% 的低濕度條件下，系統仍能保持穩定的水收集和蒸發。當濕度達到 40% 時，系統的氫氣生產速率接近每小時 300 毫升。此外，該系統還顯示出優異的循環穩定性，意味著它能夠在長時間內可靠運行而不會退化。實地測試證實，該系統僅利用太陽能就能持續產生綠色氫氣，無需任何外部電源，且該過程產生零碳排放，這使其成為一種完全清潔且可持續的氫氣生產方法。
研究人員表示，這項工作為水資源稀缺地區的綠色氫氣生產開辟了新的機會。該系統僅依賴陽光和空氣中的濕氣，能為偏遠或乾燥地區提供可靠且環保的燃料來源。該項目得到了中國國家自然科學基金和合肥科學中心協同創新計劃的支持。團隊希望他們的設計能啟發全球範圍內擴大氫氣生產的創新方式，同時減少對水和電力的依賴。他們的研究成果已發表在《先進材料》期刊上。
