一种空气制氢方法及系统

1.本发明属于电化学技术领域，涉及多级相变驱动的新型空气直接制氢技术，具体为一种空气制氢方法及系统。


背景技术：

2.氢能具有来源广、可储存、用途多、零碳零污染及能量密度大等优势，是未来能源领域的关键组成部分。
3.目前电解水获取氢能有两种，其一是直接利用自然界的海水、河水或湖水等非纯水溶液。以海水电解制氢为例，其存在以下问题：
①
海水成分复杂，且组分会随季节、气候、温度、地域和人为活动等因素而变化，因此，不同区域的海水直接制氢电解装置不能直接兼容；
②
海水中cl-含量最高，在电解反应中， cl-可以在析氧反应中被氧化，产生有毒、对环境有害、有腐蚀的clo-和cl2；
③
海水直接制氢时h
+
和oh-离子浓度微小，或缓冲分子无法运输分别在阴极和阳极的oh-和h
+
，导致电解效率低，因此需要额外使用添加剂或使用离子交换膜，从而成本大幅增加，同时交换膜对杂质敏感程度高，可能存在失活或维护成本；
④
由于电解时的局部ph差异可能导致与钙镁离子等产生沉淀，需要使用酸进行沉淀处理，产生额外成本；
⑤
海水资源受地域限制，内陆地区难以直接利用海水资源制氢。其二是将各种非纯水溶液进行纯化处理，制取纯水并用于电解槽。该方法需要在建立淡化厂，从能耗、建设、运营、人力、维护等方面大幅提升成本；同时对于水资源和氢能的运输利用也将进一步增加管道铺设等成本。
4.而空气作为海洋、湖泊等与陆地的流通介质，富含大量水分子。据统计，全球大气中含水蒸气约为13万亿吨，是极具潜力的电解水制氢的水分来源。因此如果能构建了一种空气制氢系统，将能避免氢能运输带来的成本、技术难题，具有较好的研究价值。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种空气制氢系统，该系统利用气-液、液-液间相平衡，通过水分子的多级相变驱动连续稳定制氢。本发明从根本上解决了电解水制氢受水资源限制的问题；同时有助于未来氢能源转化不受时空限制，彻底避免氢能运输带来的成本、技术难题。
6.本发明的另外一个发明目的是利用以上系统提供一种空气制氢的方法。
7.为了实现以上发明目的，本发明的具体技术方案为：
8.一种空气制氢的方法，该方法包括以下步骤，供电模块提供能源输入，吸湿介质置于大气环境，在空气和吸湿介质界面压力差的作用下，水分子被吸湿介质诱导液化并吸收发生一级相变迁移；同时，在吸湿介质与电解质的界面压力差推动下，吸湿介质中的水分通过水汽传质层发生二级相变迁移，进入电解质；同时水汽传质层的疏水作用将溶液中的杂质有效阻隔，电解时，电解质中的水被消耗用于制取氢气与氧气，并诱导电解质再生，进一步维持界面压力差；当一级相变迁移与二级相变迁移的水分均与电解产氢消耗的水量相等
时，实现动态稳定、平衡的空气制氢。
9.该方法的具体步骤如下：
10.供电模块与阴极极板和阳极极板连接，用于为制氢反应提供电能；
11.吸湿介质层直接与空气接触，利用空气与吸湿界面的压力差，吸湿介质将诱导空气中水分子液化形成一级相变迁移；
12.同时，在阴极电解质层与阴极吸湿介质层，阳极电解质层与阳极吸湿介质层间的界面压力差作用下，吸湿介质层中的水分发生二级迁移进入电解质层，介于两者之间的传质层由于疏水作用可防止互相渗透，并通过自身的多孔结构传输水汽分子；
13.水分子进入电解质层后，若电解质呈碱性，则首先在阴极催化层表面发生还原析氢反应，反应式如下：
14.2h2o+2e-→
h2+2oh-15.产出的氢气通过氢气洗涤器和氢气干燥器，脱出氢气中夹带的水汽，经过管道收集进入氢气收集瓶，进行储存和下一步利用。
16.产生的oh-通过隔膜/离子交换膜传递至阳极催化层，发生氧化反应产生氧气；反应式如下：
[0017][0018]
析氧反应产生的氧气经过氧气洗涤器和氧气干燥器，收集至氧气收集瓶。
[0019]
若电解质呈酸性，则首先在阳极催化层表面发生氧化析氧反应，应式如下：
[0020][0021]
析氧反应产生的氧气经过氧气洗涤器和氧气干燥器，收集至氧气收集瓶。
[0022]
产生的h
+
通过隔膜/离子交换膜传递至阴极催化层，发生还原反应产生氢气；
[0023]
反应式如下：
[0024]
2h
+
+2e-→
h2[0025]
产出的氢气通过氢气洗涤器和氢气干燥器，脱出氢气中夹带的水汽，经过管道收集进入氢气收集瓶，进行储存和下一步利用。
[0026]
一种空气制氢系统，用于空气制氢工艺，该系统包括阳极室、阴极室和设置在阴阳两室之间的隔膜组成的电解装置，供电装置、一级相变迁移装置、二级相变迁移装置和电解催化制氢装置；供电装置分别与阴极极板和阳极极板连接，用于提供能源；在电解装置外围依次设置二级相变迁移装置和一级相变迁移装置，电解催化制氢装置设置在电解装置内。
[0027]
作为本技术中一种较好的实施方式，供电装置中的能量来源可以为太阳能、风能等可再生能源能源转化为电能，也可直接利用火电、水电等。
[0028]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的二级相变迁移装置包括阳极传质层、阳极电解质层、阴极电解质层、阴极传质层；阳极电解质层铺设在阳极室内，阴极电解质层铺设在阴极室内，在阳极电解质层外层设置阳极传质层，在阴极电解质层外层设置阴极传质层。
[0029]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的一级相变迁移装置包括阳极吸湿介质层和阴极吸湿介质层，阳极吸湿介质层与阳极传质层连接，阴极吸湿介质层与阴极传质层
连接。
[0030]
作为本技术中一种较好的实施方式，在所述的阳极室内设置阳极极板，阴极室内设置阴极极板。
[0031]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的电解催化制氢装置包括阳极催化层和阴极催化层，阳极催化层与阳极极板连接，阴极催化层与阴极极板连接。
[0032]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的电解催化制氢装置还包括氧气洗涤器、氧气干燥器、氧气收集瓶、氢气洗涤器、氢气干燥器和氢气收集瓶；在阳极催化层的作用下，阳极室产生的氧气通入与阳极室依次连接的氧气洗涤器和氧气干燥器，最后收集在氧气收集瓶内；在阴极催化层的作用下，阴极室产生的氢气通入与阴极室依次连接的氢气洗涤器和氢气干燥器，最后收集在氢气收集瓶内。
[0033]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的阳极传质层和阴极传质层包括但不限于防水透气层为孔径为0.1～100um的tpu、pdms、ptfe中的任意一种，或石墨烯、pvdf颗粒、ptfe膜、ptfe颗粒通过喷涂、丝网印刷、静电吸附制备的多孔防水透气层。
[0034]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的阳极吸湿介质层和阴极吸湿介质层中的吸湿介质包括但不限于pva、pamps、paam等吸湿凝胶，或浓度为 30-100wt％的甘油、caso4、mgso4、libr、cacl2、csf、licl等液体吸收剂。
[0035]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的阳极电解层和阴极电解层中的电解质包括但不限于pva、pamps、paam等固态凝胶电解质或浓度为30-100wt％的na2so4、k2so4、k3po4、k2co3、naoh、koh等液态电解质。
[0036]
作为本技术中一种较好的实施方式，所述的阳极催化电极包括但不限于 fexcoyniz型催化剂、铱钽、钌铱、nife-ldh、nifecu合金催化剂负载的钛网或mo-ni3s2等；析氢催化剂包括但不限于铂金网、镍镀铂网或pt/c。
[0037]
与现有技术相加比，本发明的积极效果体现在：
[0038]
(一)、该系统通过供电模块提供电能，通过吸湿介质和电解质诱导水汽相变迁移，然后利用催化电解原理制取氢气。首先，该系统能实现在大气环境中无时空差别的动态连续过程；其次，利用两种单独的溶液作为吸湿介质和电解质用于吸收空气中的水分子和电解水，可以有效防止溶液与空气中酸碱性介质反应或溶液本身自带离子参与电解反应，延长体系的使用寿命和反应稳定性。然后，可以对沙漠、内陆等缺水地区的非稳定可再生能源实现能源转化和稳定储存，为未来能源体系构建提供技术手段。最后，该技术可弥补海水或淡水电解制氢受到的地域限制，可以实现任何地域的就地制氢，解决水资源和氢能源运输带来的成本或技术问题。
[0039]
(二)、本发明可以实现在高电压、高电流密度下的高效稳定的氢能转换。
[0040]
(三)、本发明采用两级相变迁移策略，将与空气直接接触吸收水分和电解制氢两功能独立区分，由吸湿介质和电解质独立完成。一方面，避免了高电导率电解质与空气中的二氧化碳等气体接触反应，降低自身电导率而影响电解反应；同时避免了高吸湿性电解质自身具有的离子参与电解反应；另一方面，水的两级相变迁移能及时保证水量的补充，以供电解消耗。
[0041]
(四)、本发明的传质动力来源于溶液与空气，溶液与溶液之间的界面压力差，水的迁移是一种自发反应，避免了传统空气冷凝、加压获取纯净水的额外能耗。
[0042]
(五)、空气中水分子含有的离子含量极低，从空气中获取的水分用于制氢提供了单一纯净的环境。
[0043]
(六)、本发明突破了传统干旱地区难以寻找水源进行电解氢储能的瓶颈，无需修建长距离输水管路或进行远距离氢气运输，极大地缩小了建设、运营、人力、维护等方面成本。
[0044]
(七)、本发明可实现就地制氢，解决了氢气运输的成本和技术难题，为未来站内制氢加氢站布局、氢燃料动力体系等“产氢-用氢”一体化建设提供了技术支撑。
附图说明
[0045]
图1为本发明所述一种空气制氢系统的结构示意图；
[0046]
其中，1-阳极吸湿介质层，2-阳极传质层，3-阳极电解质层，4-阳极极板， 5-阳极催化层，6-隔膜/离子交换膜，7-阴极催化层，8-阴极极板，9-阴极电解质层，10-阴极传质层，11-阴极吸湿介质层，12-供能模块，13-氧气洗涤器， 14-氧气干燥器，15-氧气收集瓶，16-氢气洗涤器，17-氢气干燥器，18-氢气收集瓶。图2为实施例1的空气制氢稳定性图；图3为实施例2的空气制氢稳定性图；图4为实施例3的空气制氢稳定性图；图5为实施例4的空气制氢稳定性图。
具体实施方式
[0047]
为了使本发明的发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内。
[0048]
实施例1：
[0049]
一种空气制氢系统，结构示意图如图1所示，该系统包括阳极室、阴极室和设置在阴阳两室之间的隔膜组成的电解装置，供电装置、一级相变迁移装置、二级相变迁移装置和电解催化制氢装置；供电装置分别与阴极极板和阳极极板连接，用于提供能源；在电解装置外围依次设置二级相变迁移装置和一级相变迁移装置，电解催化制氢装置设置在电解装置内。
[0050]
供电装置电源为外置电源。
[0051]
所述的二级相变迁移装置包括阳极传质层2、阳极电解质层3、阴极电解质层9、阴极传质层10；阳极电解质层3铺设在阳极室内，阴极电解质层9铺设在阴极室内，在阳极电解质层3外层设置阳极传质层2，在阴极电解质层9外层设置阴极传质层10。
[0052]
所述的一级相变迁移装置包括阳极吸湿介质层1和阴极吸湿介质层11，阳极吸湿介质层1与阳极传质层2连接，阴极吸湿介质层11与阴极传质层10连接。
[0053]
在所述的阳极室内设置阳极极板4，阴极室内设置阴极极板8。
[0054]
作为优选，所述的电解催化制氢装置包括阳极催化层5和阴极催化层7，阳极催化层5与阳极极板4连接，阴极催化层7与阴极极板8连接；阴极极板和阳极极板均为不锈钢板。
[0055]
本实施例所用的阴极传质层和阳极传质层均为孔径为1um的ptfe膜，所用的隔膜为亲水陶瓷隔膜。
[0056]
整个制氢系统放置在空气中，阳极吸湿介质1(质量浓度为30％的氯化锂溶液)和阴极吸湿介质11(质量浓度为30％的氯化锂溶液)通过界面压力差吸收空气中的水分子，使水分子发生一级迁移。在阳极吸湿介质1和阳极电解质层3 (50wt％koh溶液)、阴极吸湿介质11和阴极电解质层9(50wt％koh溶液)间界面压力差作用下，水从吸湿介质转移至电解质内发生二级迁移。水在阴极催化层7(镍镀铂网)表面发生还原析氢反应，反应式如下：
[0057]
2h2o+2e-→
h2+2oh-[0058]
产生的oh-通过隔膜6传递至阳极催化层5(1cmx1cm泡沫镍钼)，发生氧化反应产生氧气，反应式如下：
[0059][0060]
其实施效果：实验过程中，阳极吸湿介质层1和阴极吸湿介质层11大小设定为10cmx10cmx10cm，其中的吸湿介质为30wt％的氯化锂溶液，阴极传质层10 和阳极传质层2均为孔径1um的ptfe膜；阳极电解质层和阴极电解质层的大小设定为10cmx10cmx1.5cm，阳极电解质层3和阴极电解质层9均为50wt％koh 溶液。在此条件下，水在200min内从空气中迁移至吸湿介质中约2g，水从吸湿介质中迁移至电解质中约1.75g。体系通过多级迁移形成稳定的水分供应，在 1.85v、100ma/cm2下，能稳定至少24h；在1cm2催化层面积下，收集到了1.09l h2，电解效率近乎100％。结果如图2所示。
[0061]
实施例2：
[0062]
一种空气制氢系统，结构示意图如图1所示，结构设置与实施例1一致，区别仅在于：
[0063]
将整个体系放置在空气中，阳极吸湿介质1(30wt％氯化锂和氯化钙复合溶液)和阴极吸湿介质11(30wt％氯化锂和氯化钙复合溶液)通过界面压力差吸收空气中的水分子，使水分子发生一级迁移。在阳极吸湿介质1和阳极电解质层3 (40wt％h2so4溶液)、阴极吸湿介质11和阴极电解质层9(40wt％h2so4溶液) 间界面压力差作用下，水从吸湿介质转移至电解质内发生二级迁移。水在阳极催化层5(ir/c)，发生氧化反应产生氧气，反应式如下：
[0064]
2h2o-4e-→
o2+4h
+
[0065]
产生的h
+
通过离子交换膜6(nafion膜)传递至阴极催化层7(pt/c)表面发生还原析氢反应，反应式如下：
[0066]
2h
+
+2e-→
h2[0067]
其实施效果：所述结构与实施例1结构一致，区别仅在于改变电解质层，此处用40wt％h2so4溶液，阴极催化层改用pt/c，阳极催化层改用ir/c，隔膜/ 离子交换膜使用nafion膜。其结果：体系通过多级迁移形成稳定的水分供应，在2v、50ma/cm2下，能稳定至少24h，电解效率大于99％，具体结果见图3。
[0068]
实施例3
[0069]
空气制氢系统的结构示意图如图1所示，结构设置与实施例1一致，区别仅在于：
[0070]
整个体系放置在空气中，阳极吸湿介质1(30％氯化锂和氯化钙复合溶液) 和阴极吸湿介质11(30％氯化锂和氯化钙复合溶液)通过界面压力差吸收空气中的水分子，使水分
子发生一级迁移。在阳极吸湿介质1和阳极电解质层3(pva 凝胶)、阴极吸湿介质11和阴极电解质层9(pva凝胶)间界面压力差作用下，水从吸湿介质转移至电解质内发生二级迁移。水在阴极催化层7(镍镀铂网)表面发生还原析氢反应，反应式如下：
[0071]
2h2o+2e-→
h2+2oh-[0072]
产生的oh-通过隔膜6(亲水陶瓷隔膜)传递至阳极催化层5(泡沫镍钼)，发生氧化反应产生氧气，反应式如下：
[0073][0074]
其实施效果：所述结构与实施例1结构一致，区别仅在于改变电解质层，此处用pva凝胶。其结果：体系通过多级迁移形成稳定的水分供应，在2.6v、 100ma/cm2下，能稳定至少24h，电解效率大于99％。如图4。
[0075]
实施例4
[0076]
空气制氢系统的结构示意图如图1所示，结构设置与实施例1一致，区别仅在于：
[0077]
整个体系放置在空气中，阳极吸湿介质1(氯化钙)和阴极吸湿介质11(氯化钙)通过界面压力差吸收空气中的水分子，使水分子发生一级迁移。在阳极吸湿介质1和阳极电解质层3(pamps凝胶)、阴极吸湿介质11和阴极电解质层9(pamps凝胶)间界面压力差作用下，水从吸湿介质转移至电解质内发生二级迁移。水在阳极催化层5(ir/c)，发生氧化反应产生氧气，反应式如下：
[0078]
2h2o-4e-→
o2+4h
+
[0079]
产生的h
+
通过离子交换膜6(nafion膜)传递至阴极催化层7(pt/c)表面发生还原析氢反应，反应式如下：
[0080]
2h
+
+2e-→
h2[0081]
其实施效果：所述结构与实施例1结构一致，区别仅在于改变电解质层，此处用pamps凝胶，阴极催化层改用pt/c，阳极催化层改用ir/c，隔膜/离子交换膜使用nafion膜。其结果：体系通过多级迁移形成稳定的水分供应，在2.8v、 30ma/cm2下，能稳定至少24h，如图5。
[0082]
实施例5
[0083]
在本实施例中还提供了一种空气直接电解制氢系统，该制氢系统包括上述实施例1中所述的空气直接电解制氢装置，该制氢系统还包括：
[0084]
一氧气收集单元和一氢气收集单元，各所述氧气收集单元和氢气收集单元分别与阳极催化层5和阴极催化层7连通，以分别对制取的氧气和氢气进行干燥、收集处理。
[0085]
其中，氧气收集单元包括：与阳极催化层5连通的氧气洗涤器13，氧气洗涤器13连接有氧气干燥器14，氧气干燥器14连接有氧气收集瓶15，在阳极催化层上经析氧反应产生的氧气通过管道经过氧气洗涤器13和氧气干燥器14进行洗涤、干燥，并收集至氧气收集瓶15进行储存和下一步利用。氢气收集单元包括：与阴极催化层7连通的氢气洗涤器16，氢气洗涤器16连接有氢气干燥器 17，氢气干燥器17连接有氢气收集瓶18，在阴极催化层7上经还原析氢反应产出的氢气通过氢气洗涤器16和氢气干燥器17进行洗涤、干燥，脱出氢气中夹带的，经过管道收集进入氢气收集瓶18，进行储存和下一步利用。
[0086]
整个系统可根据产氢量的需求设计成便捷携带或大规模制备的集成系统，可以在
包括沙漠、雨林、岛屿等各种具有流通空气环境中使用，且不受时间、空间的限制进行连续的原位产氢工作。
[0087]
以上所述实例仅是本专利的优选实施方式，但本专利的保护范围并不局限于此。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利原理的前提下，根据本专利的技术方案及其专利构思，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利的保护范围之内。

技术特征：
1.一种空气制氢的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：供电模块提供能源输入，吸湿介质置于大气环境，在空气和吸湿介质界面压力差的作用下，水分子被吸湿介质诱导液化并吸收发生一级相变迁移；同时，在吸湿介质与电解质的界面压力差推动下，吸湿介质中的水分通过水汽传质层发生二级相变迁移，进入电解质；同时水汽传质层的疏水作用将溶液中的杂质有效阻隔，电解时，电解质中的水被消耗用于制取氢气与氧气，并诱导电解质再生，进一步维持界面压力差；当一级相变迁移与二级相变迁移的水分均与电解产氢消耗的水量相等时，实现动态稳定、平衡的空气制氢。2.如权利要求1所述的空气制氢的方法，其特征在于包括以下具体步骤：供电模块与阴极极板和阳极极板连接，用于为制氢反应提供电能；吸湿介质层直接与空气接触，利用空气与吸湿界面的压力差，吸湿介质将诱导空气中水分子液化形成一级相变迁移；同时，在阴极电解质层与阴极吸湿介质层，阳极电解质层与阳极吸湿介质层间的界面压力差作用下，吸湿介质层中的水分发生二级迁移进入电解质层，介于两者之间的传质层由于疏水作用可防止互相渗透，并通过自身的多孔结构传输水汽分子；水分子进入电解质层后，若电解质呈碱性，则首先在阴极催化层表面发生还原析氢反应，产生的oh-通过隔膜/离子交换膜传递至阳极催化层，发生氧化反应产生氧气；若电解质呈酸性，则首先在阳极催化层表面发生氧化析氧反应，产生的h
+
通过隔膜/离子交换膜传递至阴极催化层，发生还原反应产生氢气。3.一种空气制氢系统，其特征在于，包括阳极室、阴极室和设置在阴阳两室之间的隔膜组成的电解装置，供电装置、一级相变迁移装置、二级相变迁移装置和电解催化制氢装置；供电装置分别与阴极极板和阳极极板连接，用于提供能源；在电解装置外围依次设置二级相变迁移装置和一级相变迁移装置，电解催化制氢装置设置在电解装置内。4.如权利要求3所述的空气制氢系统，其特征在于，所述的二级相变迁移装置包括阳极传质层、阳极电解质层、阴极电解质层、阴极传质层；阳极电解质层铺设在阳极室内，阴极电解质层铺设在阴极室内，在阳极电解质层外层设置阳极传质层，在阴极电解质层外层设置阴极传质层。5.如权利要求3所述的空气制氢系统，其特征在于，所述的一级相变迁移装置包括阳极吸湿介质层和阴极吸湿介质层，阳极吸湿介质层与阳极传质层连接，阴极吸湿介质层与阴极传质层连接。6.如权利要求3所述的空气制氢系统，其特征在于，在所述的阳极室内设置阳极极板，阴极室内设置阴极极板。7.如权利要求3所述的空气制氢系统，其特征在于，所述的电解催化制氢装置包括阳极催化层和阴极催化层，阳极催化层与阳极极板连接，阴极催化层与阴极极板连接。8.如权利要求7所述的空气制氢系统，其特征在于，所述的电解催化制氢装置还包括氧气洗涤器、氧气干燥器、氧气收集瓶、氢气洗涤器、氢气干燥器和氢气收集瓶；在阳极催化层的作用下，阳极室产生的氧气通入与阳极室依次连接的氧气洗涤器和氧气干燥器，最后收集在氧气收集瓶内；在阴极催化层的作用下，阴极室产生的氢气通入与阴极室依次连接的氢气洗涤器和氢气干燥器，最后收集在氢气收集瓶内。9.如权利要求4所述的空气制氢系统，其特征在于：所述的阳极传质层和阴极传质层包
括但不限于防水透气层为孔径为0.1～100um的tpu、pdms、ptfe中的任意一种或石墨烯、pvdf颗粒、ptfe膜、ptfe颗粒通过喷涂、丝网印刷、静电吸附制备的多孔防水透气层。10.如权利要求4所述的空气制氢系统，其特征在于：所述的阳极吸湿介质层和阴极吸湿介质层中的吸湿介质包括但不限于pva、pamps、paam吸湿凝胶中的任意一种或浓度为30-100wt％的甘油、caso4、mgso4、libr、cacl2、csf、licl液体吸收剂中的任意一种；所述的阳极电解层和阴极电解层中的电解质包括但不限于pva、pamps、paam固态凝胶电解质中的任意一种或浓度为30-100wt％的na2so4、k2so4、k3po4、k2co3、naoh、koh液态电解质；所述的阳极催化电极包括但不限于fexcoyniz型催化剂、铱钽、钌铱、nife-ldh、nifecu合金催化剂负载的钛网或mo-ni3s2；析氢催化剂包括但不限于铂金网、镍镀铂网或pt/c。

技术总结
本发明属于电化学技术领域，具体为一种空气制氢方法及系统。该方法通过供电模块提供能源输入、吸湿介质置于大气环境，在空气和吸湿介质界面压力差的作用下，水分子被吸湿介质诱导液化并吸收发生一级相变迁移；同时，在吸湿介质与电解质的界面压力差推动下，吸湿介质中的水分通过水汽传质层发生二级相变迁移，进入电解质；同时水汽传质层的疏水作用将吸湿介质中的杂质有效阻隔，电解时，电解质中的水被消耗用于制取氢气与氧气，并诱导电解质再生等。本系统可不受时间、空间的限制进行连续的原位产氢工作。同时该系统装置可以和风电、光伏耦合，实现非稳定可再生能源的能源转化，形成的氢能有利于稳定储存。氢能有利于稳定储存。氢能有利于稳定储存。


技术研发人员：谢和平 赵治宇 刘涛 吴一凡 唐文彬
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2023/8/1