211service.com
Daudzsološs solis ceļā uz visu diennakti saules enerģiju
Ja saules enerģijai ir jākļūst par primāro elektroenerģijas avotu visā pasaulē, mums būs nepieciešami lēti veidi, kā uzglabāt enerģiju no saules, kad tā nespīd. Žurnālā publicēts raksts Zinātne šī nedēļa ziņo par nozīmīgu soli ceļā uz šādu sistēmu. Pētnieki ir izstrādājuši ierīci, kas lēti un efektīvi pārvērš saules gaismā esošo enerģiju ūdeņradī, ko var izmantot kā degvielu un viegli uzglabāt.
Uz šiem elektrodiem piegādātā saules enerģija ļauj tiem ražot ūdeņradi un skābekli no ūdens.
Maikls Grecels , kurš vada Fotonikas un interfeisu laboratoriju Ecole Polytechnique Lozannā, Šveicē, kopā ar kolēģiem Korejā un Singapūrā, izveidoja ierīci, kas izmanto elektrību un katalizatora materiālus, lai no ūdens iegūtu ūdeņradi un skābekli. Šis jaunais ūdens sadalītājs, kā zināms, ir ļoti efektīvs, tajā tiek izmantoti lēti un bagātīgi materiāli, un to ir viegli izgatavot.
Pētnieki gadu desmitiem ilgi ir meklējuši ar saules enerģiju darbināmu ūdens sadalīšanu, un, lai gan viņi ir uzrādījuši lielisku veiktspēju vienā vai divās šādas ierīces daļās, neviens nav izveidojis pilnīgu sistēmu, kas būtu praktiska.
Jaunā ierīce ir ievērojama, jo atbilst trim no četriem praktiskai ierīcei nepieciešamajiem kritērijiem: augsta efektivitāte, zemas izmaksas un bagātīgu materiālu izmantošana (tāpēc to var izmantot plašā mērogā). Nākamais solis ir izpildīt ceturto kritēriju — uzticamību. Ierīce izmanto jaunas, salīdzinoši augstsprieguma saules baterijas, lai radītu nepieciešamo elektroenerģiju, kā arī lēti jauni katalizatora materiāli, kuru pamatā ir niķelis un dzelzs diviem elektrodiem — viens ražo ūdeņradi, bet otrs — skābekli.
Katalizatori ir balstīti uz iepriekšējo darbu, kas parāda, ka niķeļa hidroksīds ir daudzsološs katalizators un ka dzelzs pievienošana varētu to uzlabot. Pētnieki pievienoja dzelzi niķeļa hidroksīdam, lai izveidotu slāņainu struktūru, un uzlika katalizatoru uz porainām niķeļa putām, lai palielinātu laukumu, kurā var notikt reakcijas, paātrinot tās.
Saules baterijas izmanto lētu un viegli izgatavojamu materiālu, kas pazīstams kā perovskīts, kas ir radījis sajūsmu pētnieku aprindās, jo pēdējos gados efektivitāte ir strauji uzlabojusies (sk. Materiāls, kas varētu padarīt saules enerģiju par 'netīrumiem lētu'). un kontrolēti kristāli padara jaunu saules materiālu praktisku).
Saules ūdens sadalītājs uzglabā 12,3 procentus no saules gaismas enerģijas ūdeņraža veidā. Tas varētu šķist mazs daudzums, taču ņemiet vērā, ka lielākā daļa saules bateriju pārvērš tikai 16 procentus no saules gaismā esošās enerģijas elektrībā, bez papildu soļa, lai šo enerģiju pārvērstu par viegli uzglabājamu ūdeņradi.
Lai ierīce varētu darboties praktiski, ir nepieciešams vairāk darba. Pirmkārt, tas ilgst tikai dažas stundas, pirms saules bateriju veiktspēja ātri samazinās. Pētnieki nav pārliecināti, kāpēc perovskīta materiāli ātri noārdās, taču viņi ir guvuši panākumus, piemēram, pievienojot oglekļa slāni vai uzlabojot veidu, kā saules baterijas ir noslēgtas pret elementiem. Pētnieki nesen demonstrēja perovskīta saules bateriju, kas ilga vairāk nekā mēnesi.