Снажна нова соларна ћелија производи и водонично гориво и електричну енергију

На пољу које се у суштини савија у води, сусреће се са обновљивом енергијом, истраживачи су успјешно искористили фотосинтезу како би подијелили воду како би произвели водиково гориво. Подела Х2О на молекуларном нивоу је нешто што научници раде већ више од 200 година и могу задржати привлачан кључ за економију водоника без емисија - ако би се само она могла повећати.

Срећом, постигли смо напредак у смањењу трошкова, а истраживачи су се такођер приближили савладавању умјетности умјетне фотосинтезе, али ниска ефикасност одржава процес од сањања, барем до сада.

То је према новом листу објављеном у понедељак Материјали природе Националне лабораторије Лавренце Беркелеи која представља једноставно, елегантно хибридно рјешење које заобилази тренутно уско грло за фотоелектрокемијске ћелије.

"То је бесплатан ручак", каже главни истраживач Гидеон Сегев Инверсе.

Релатед Видео

Фотоелектрокемијске ћелије су савијање науке и светлости

Фотоелектрокемијске ћелије су обично хрпа различитих материјала који апсорбују светлост. Сваки слој апсорбује различите таласне дужине, стварајући електричне напоне који кулминирају напоном довољно јаким да раздвоји воду у кисеоник и водонично гориво.

То, наравно, звучи као добра употреба сунчеве светлости. Али чак и када силиконске соларне ћелије добро раде, јављају се проблеми када други материјали у димњаку не могу да се поклапају са његовим перформансама, остављајући енергију да се троши.

"Потребна су два материјала, идеално силикон и поврх тога неки други материјал који би апсорбирао енергетски део материјала", каже Сегев. "Уско грло у систему је и увек ће бити други материјал, тако да је истраживање углавном у томе да се други материјал побољша."

Како електрони представљају елегантно рјешење

Са толико истраживања која су се фокусирала на тај “други материјал”, Сегев и његов тим одлучили су да се врате корак уназад, гледајући како би могли да побољшају читав систем. И схватили су да постоји читав један други извор енергије који чека да се искористи: електрони.

„Имате овај полуводички материјал и он упија светлост. Светлост се може сматрати честицом. Дакле, када се фотон апсорбира, он даје своју енергију електрону, у свом побуђеном стању, ”објашњава Сегев. „Може се рећи да електрон има одређено време пре него што изгуби енергију, енергију коју су јој фотони дали.

Претходна истраживања су једноставно омогућила ћелијама да се загреју и пусте енергију да се распрши. Сегев тим је буквално дао енергију електрона утичницу. Док већина уређаја за цијепање воде обично има двије стране, једну за производњу соларних горива, а другу за испуштање струје, овај нови прототип има два испуста у стражњем дијелу, један за соларну производњу горива и један за електричну енергију. Два типа енергије, једна ћелија.

Прототип - који је трајао 19 година да се створи - изазвао је драматичне потенцијале ефикасности соларне енергије за водонично гориво из тренутне стопе, 6,8 посто. Са идеалним материјалима, група је израчунала потенцијално повећање на 20,2 одсто, утростручујући стопу конвенционалних ћелија соларног водоника.

Изненада, станице за пуњење соларног водоника у будућности не изгледају безнадежно, иако су потребна додатна истраживања да бисмо могли да водимо утопију на водоник.

"Ако би то функционисало ефикасно и било би конкурентно по цијени, можда бисмо могли почети говорити о комерцијалним станицама или бензинским постајама које се напајају сунцем", каже Сегев. "Али мислим да је ово веома преурањено у овој фази, тако да нисмо у точки у којој можемо говорити о томе да би то технологија коју људи виде у својим животима сутра ујутро."

Али Сегев, можемо сањати.

Корекција: Претходна верзија приче погрешно је одштампала да је прототип постигао троструку ефикасност, док је то и даље израчун. Прича је ажурирана додатним коментаром аутора студије.