Dẫn đầu bởi Giáo sư YIN Huajie tại Viện khoa học vật lý Hefei thuộc Viện hàn lâm khoa học Trung Quốc, nhóm nghiên cứu phát triển hệ thống chạy bằng điện mặt trời, có thể sản xuất hydro xanh trực tiếp từ độ ẩm trong không khí, mà không cần nước hoặc nguồn điện bên ngoài.

Hydro được xem là một trong những nhiên liệu sạch quan trọng cho tương lai. Hydro có tiềm năng cung cấp năng lượng cho các ngành công nghiệp, phương tiện giao thông, hệ thống năng lượng với lượng khí thải carbon tối thiểu. Tuy nhiên, sản xuất hydro bền vững vẫn là một thách thức lớn.

Hầu hết phương pháp sản xuất hydro xanh hiện nay đều phụ thuộc vào nước có độ tinh khiết cao. Yêu cầu này khiến việc triển khai sản xuất hydro ở các khu vực khan hiếm nước trở nên khó khăn. Hệ thống mới do các nhà nghiên cứu phát triển giải quyết vấn đề này theo một cách mới.

Thay vì dùng nguồn nước bên ngoài, hệ thống này thu thập độ ẩm trực tiếp từ không khí. Bằng cách thu thập nước từ khí quyển, hệ thống có thể sản xuất hydro ngay cả ở trong môi trường khô hạn, mở ra hướng đi mới sản xuất hydro bền vững ở các khu vực trước đây khó đáp ứng được.

Phương pháp mới kết hợp hai công nghệ: thu thập nước từ khí quyển và điện phân màng trao đổi proton (PEMWE). PEMWE là một trong những cách chính sản xuất hydro xanh vì có hiệu suất cao và tạo ra hydro tinh khiết. Nhưng cách này thường cần một lượng lớn nước tinh khiết.

Để khắc phục hạn chế này, các nhà nghiên cứu sử dụng phương pháp thu thập nước từ khí quyển (AWH) để thu hơi ẩm từ không khí. Hệ thống này sử dụng vật liệu carbon xốp phân cấp được thiết kế đặc biệt, có khả năng hấp thụ nước hiệu quả.

Hệ thống đã cho thấy kết quả ấn tượng trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Ngay cả trong điều kiện độ ẩm thấp tới 20%, nó vẫn duy trì được khả năng thu thập và bay hơi nước ổn định. Khi độ ẩm ở mức 40%, hệ thống đạt tốc độ sản xuất hydro gần 300 ml mỗi giờ.

Hệ thống cũng chứng minh độ ổn định tuyệt vời, nghĩa là hoạt động đáng tin cậy trong thời gian dài mà không giảm chất lượng. Các thử nghiệm xác nhận, hệ thống có thể liên tục tạo ra hydro xanh chỉ bằng điện mặt trời, không cần nguồn điện bên ngoài và không tạo ra bất kỳ lượng khí thải carbon nào.

Theo nhóm nghiên cứu, thiết kế của họ có thể mở ra cơ hội mới để mở rộng sản xuất hydro xanh, đặc biệt ở các khu vực xa xôi, khô cằn, khan hiếm nước. Chỉ sử dụng ánh sáng mặt trời và độ ẩm không khí, hệ thống có thể cung cấp nguồn nhiên liệu tin cậy, thân thiện với môi trường, đồng thời giảm phụ thuộc vào nguồn nước và điện.

Phương pháp này được xem là một cách sản xuất hydro sạch và bền vững. Dự án được hỗ trợ bởi Quỹ khoa học tự nhiên quốc gia Trung Quốc và Chương trình đổi mới hợp tác của Trung tâm khoa học Hefei. Công trình của họ được công bố trên tạp chí Advanced Materials.