氫氣有很大潛力作為乾淨燃料：它很豐富（主要是在像是水的化合物中）、它不會製造任何有害排放物、且它亦能夠被用來貯存來自太陽、風力與潮汐的能源。
從空氣中取水
然而，要以實際且能夠負擔的方法，來製造足夠的氫氣，這面臨很多挑戰。從水來分出氫氣可能會需要很複雜的技術，且必須依靠純淡水，而不是到處可取得的水。
現在，科學家們已想出一個新原型設備，能夠從濕氣當中獲取水，接著在將其分成氫氣與氧氣。而且，它能夠在濕度（空氣中的水蒸氣濃度）低至 4% 的區域中運作。
研究人員在他們發表的論文中寫到：「在研究當中，我們證實到說，空氣中的濕氣可以藉由電解，直接被用來產生氫氣，這歸功於空氣中的水全球都能獲得、且在大自然中不會耗竭。」
設備與測試
由研究人員們建立起來的設備是原型電解儀，電源來自再生能源，可以將水分解成其組成元素，也就是氫與氧。在一項太陽能源的測試當中，共五台電解儀並聯運行中。
電極位於收集水的單元的兩端。這個收集水的單元是一個從空氣中吸收水的海綿般材料，但也可以加倍成為電解液儲存槽。兩個電極與空氣隔離。這代表說，當分離開始後，氫氣與氧氣就能作為純氣體而被收集。
研究人員對多種不同材料與設置做測試，好讓原型設備能夠在令人滿意的程度運作。其中一個研究人員試用的配置，能夠連續 12 天成功地運作。
研究人員寫到：「這個所謂的直接空氣電解（direct air electrolysis，DAE）模組，能夠在相對濕度 4% 的乾燥環境下工作，克服供應水的問題，以及在最環境衝擊最小之下，永續地製造綠色氫氣。」
在大部分地區，乾淨飲用水都是很重要的，所以這台設備可以在任何地點使用，而不會消耗儲存。然而，這很有可能在乾旱或半乾旱的地區會最有用，畢竟那些地區的周遭沒有太多水。
持續研發
我們最近才看到，在製造氫燃料上的重要突破。這突破是利用鋁與鎵來分離水而形成氫氣與氧氣。現在，當提到讓氫氣能源能成為更廣泛的現實時，科學家已有多條道路可以追求。
值得記住的是，這項技術仍然是在研發初期階段：不同的 DAE 裝置與材料，會在效率及產生的能量上，產生不同的結果。然而，研究團隊有信心說，他們的設備能夠被改善、並且規模化。
研究人員們寫到：「藉由對海綿材料的通道進行工程、或是增加其深寬比，來進一步改善表面積與體積之比，這能夠保證吸收水的速率，而這對於讓 DAE 單元升級是很重要的。」
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參考資料：
- Nield, D., (2022, September 7). New Prototype Device Harvests Water from The Air to Make Hydrogen Fuel. ScienceAlert
- Guo J. et al., (2022, September 6). Hydrogen production from the air. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-022-32652-y
- 圖片來源：https://www.sciencealert.com/new-prototype-device-harvests-water-from-the-air-to-make-hydrogen-fuel（圖：Austin Schmid/Unsplash）
