中国科学院合肥物质科学研究院尹华杰教授团队近日取得突破，研发出一种新型太阳能发电系统，该系统无需依赖外部水源或能源，可直接从大气水分中生产绿色氢气。相关研究结果已发表在《先进材料》杂志上。

质子交换膜电解水(PEMWE)技术作为生产绿色氢气的主要途径，因其高效性和高纯度氢气产出而备受关注。然而，该工艺对高纯度水的严重依赖，限制了其在缺水地区的应用。大气水收集(AWH)作为一种新兴的纯水获取方法，为解决绿色氢气生产中的水资源短缺问题提供了可行方案。

尹华杰教授团队开发的自持系统，将光热大气水收集与质子交换膜电解技术相结合。系统采用分级多孔碳作为吸附剂捕获空气中的水分，这些水分在太阳热量作用下蒸发，并被送入定制的电解器中用于制氢。多孔材料通过模板合成和煅烧制备，并经过表面氧化处理以提高亲水性能。

实验结果显示，该系统性能卓越。即使在低湿度条件下(低至20%)，也能保持稳定的集水和蒸发性能。在40%湿度环境下，系统制氢速率达到近300毫升/小时，并展现出出色的循环稳定性和长期可靠性。现场试验进一步证实，该系统可仅利用太阳能持续生产绿色氢气，实现零碳排放且无需外部能源输入。

研究小组表示，这项成果为缺水地区可持续生产氢气提供了新的解决方案。

更多信息：Bo Fu 等，《通过多级有序多孔碳实现太阳能驱动的大气水生产，实现自给自足的绿色氢生产》，《先进材料》(2025)