211service.com
Lēts ūdeņradis
Nanoptek Meinardā, MA, jaunuzņēmums ir izstrādājis jaunu veidu, kā iegūt ūdeņradi no ūdens, izmantojot saules enerģiju. Uzņēmums saka, ka tā process ir pietiekami lēts, lai konkurētu ar šobrīd izmantotajām lētākajām metodēm, kas atdala ūdeņradi no dabasgāzes, un tam ir vēl viena priekšrocība, ka netiek atbrīvots oglekļa dioksīds.
Saules gāzes: Paraboliskā sile var fokusēt saules gaismu uz nanostrukturētu titāna oksīdu, uzlabojot jaunas sistēmas efektivitāti ūdeņraža iegūšanai, sadalot ūdeni.
Uzņēmums Nanoptek, kas ir izstrādājis jauno tehnoloģiju daļēji ar NASA un Enerģētikas departamenta (DOE) dotācijām, nesen pabeidza savu pirmo riska kapitāla kārtu, piesaistot 4,7 miljonus ASV dolāru, ko tā izmantos savas pirmās izmēģinājuma iekārtas uzstādīšanai. Tehnoloģija izmanto titānu, lētu un bagātīgu materiālu, lai uztvertu enerģiju no saules gaismas. Absorbētā enerģija atbrīvo elektronus, kas sadala ūdeni, veidojot ūdeņradi. Citi pētnieki agrāk ir izmantojuši titāna oksīdu, lai sadalītu ūdeni, bet Nanoptek pētnieki atrada veidu, kā modificēt titānu, lai absorbētu vairāk saules gaismas, kas padara procesu daudz lētāku un efektīvāku, saka Džons Guerra, uzņēmuma dibinātājs un izpilddirektors.
Pētnieki jau kopš 1970. gadiem ir zinājuši, ka titāna oksīds var katalizēt reakcijas, kas sadala ūdeni. Bet, lai gan titāns ir labs materiāls, jo tas ir lēts un nesadalās ūdenī, tas tikai absorbē ultravioleto gaismu, kas veido nelielu daļu no saules gaismas enerģijas. Citi pētnieki ir mēģinājuši palielināt absorbētās saules gaismas daudzumu, savienojot titāna oksīdu ar krāsvielām vai piedevām, taču krāsvielas nav tik izturīgas kā titāna oksīds, un dopanti nav radījuši efektīvas sistēmas, saka Džons Tērners, kurš izstrādā ūdeņraža ražošanas tehnoloģijas uzņēmumā. Nacionālā atjaunojamās enerģijas laboratorija (NREL), Golden, CO.
Nanoptek pieeja izmanto atziņas no pusvadītāju nozares, lai titāna oksīds absorbētu vairāk saules gaismas. Guerra saka, ka mikroshēmu ražotāji jau sen ir zinājuši, ka materiāla sasprindzināšana tā, ka tā atomi tiek nedaudz saspiesti vai atdalīti, maina materiāla elektroniskās īpašības. Viņš atklāja, ka titāna pārklājuma uzklāšana uz kupolveida nanostruktūrām izraisīja atomu atdalīšanu. Viņš saka, ka, atdalot atomus, ir nepieciešams mazāk enerģijas, lai izsistītu elektronus no orbītas. Tas nozīmē, ka varat izmantot gaismu ar mazāku enerģiju, kas nozīmē redzamu gaismu, nevis tikai ultravioleto gaismu.
Atomu spriedze ietekmē arī veidu, kā elektroni pārvietojas pa materiālu. Pārāk liela spriedze, un materiāls mēdz absorbēt elektronus, pirms tie sadala ūdeni. Guerra saka, ka uzņēmumam bija jāatrod līdzsvars starp vairāk saules gaismas absorbēšanu un elektronu brīvu izeju no materiāla. Nanoptek ir arī izstrādājis lētākus veidus, kā ražot nanostrukturētus materiālus. Sākotnēji uzņēmums izmantoja DVD ražošanas procesus, taču kopš tā laika tas ir pārgājis uz joprojām lētāku patentētu procesu.
NREL Džons Tērners saka, ka Nanoptek process ir ļoti, ļoti daudzsološs. Un Harieta Kunga, DOE enerģētikas pamatzinātņu biroja direktora pienākumu izpildītāja, kurš ir finansējis Nanoptek darbu, saka, ka saspīlēta titāna pieeja ir viens no lielākajiem aizraujošajiem sasniegumiem, kopš titāna dioksīds pirmo reizi tika atklāts kā fotokatalizators 1970. gados.
Ja tā darbosies, kā paredzēts, tehnoloģija varētu palīdzēt atrisināt vienu no pamatproblēmām, kas saistītas ar ūdeņraža izmantošanu kā degvielu. Ūdeņradis ir pievilcīgs, jo tas ir viegls, un, to sadedzinot, rodas tikai ūdens. Taču mūsdienās lielāko daļu ūdeņraža ražo no dabasgāzes, kas ir process, kas atbrīvo ievērojamu daudzumu oglekļa dioksīda. Otra galvenā iespēja ir elektrolīze. Bet pat tad, ja to darbina tīra enerģija, piemēram, elektrība no fotoelementiem, elektrolīze ir neefektīva un dārga. Guerra saka, ka sasprindzināta titāna oksīda izmantošana un Nanoptek lētais ražošanas process padara procesu pietiekami lētu un efektīvu, lai konkurētu ar procesiem, kas rada ūdeņradi no dabasgāzes. Turklāt Guerra saka, ka Nanoptek tehnoloģija var atrasties tuvāk klientiem nekā liela mēroga dabasgāzes procesi, kas varētu ievērojami samazināt transportēšanas izmaksas, tādējādi palīdzot padarīt tehnoloģiju pievilcīgu. Un, ja nākotnē oglekļa emisijas tiks apliktas ar nodokļiem vai regulētas, Nanoptek bezoglekļa pieeja ir vēl viena priekšrocība.
Tērners saka, ka papildus ūdeņraža ražošanai kurināmā elementu transportlīdzekļiem, Nanoptek process, ja tas patiešām ir efektīvs un lēts, kā apgalvo uzņēmums, varētu būt svarīgs arī liela mēroga saules elektrībai. Ja saule kādreiz kļūs par dominējošo enerģijas avotu, ļoti svarīgi būs atrast veidus, kā uzglabāt enerģiju nakts lietošanai. Un ūdeņradis, viņš saka, varētu būt labs veids, kā to uzglabāt.