Šikovné nové zariadenie dokáže vyrábať vodíkové palivo pomocou vody a slnečného svetla

(Shunli Zhao/Moment/Getty Images)

Vedci veľmi túžia nájsť účinné spôsobyzískavanie vodíkaz vody, čím sa uvoľní potenciál vodíka ako čistého paliva. Novo vyvinuté zariadenie riadi tento výkon, pričom ako zdroj energie používa iba slnečné svetlo.

Použitím katalytických elektród a perovskitových solárnych článkov spojených do jednej jednotky môže tento šikovný prístroj dosiahnuť mieru účinnosti slnečného žiarenia až vodíka až 6,7 percenta. Jednoducho padne do vody a odíde (keď vyjde slnko).

Možno je ešte priskoro začať s prestavbou všetkých našich áutvodík s nulovými emisiamipalivové články, ale výskumníci stojaci za novým vynálezom tvrdia, že by malo byť relatívne jednoduché rozšíriť technológiu na širšie využitie.



Prierez katalyzátorom. (Jia Liang)

'Koncept je vo všeobecnosti podobný umelému listu,' hovorí materiálový vedec Jun Lou , z Rice University v Texase. „Máme integrovaný modul, ktorý premieňa slnečné svetlo na elektrinu, ktorá poháňa elektrochemickú reakciu. Využíva vodu a slnečné svetlo na získavanie chemických palív.“

perovskit je jedným zvychádzajúce hviezdysolárneho energetického priemyslu, sľubujúce ešte lepšie výsledky ako kremíkové solárne panely, ak sú správne použité, a tu sa používa na napájanie katalyzátora na štiepenie vody na kyslík a vodík. Navyše, zostava zariadenia nestojí veľa.

Kľúčom k spôsobu, akým zariadenie funguje, je metóda zapuzdrenia, ktorú používa: spôsob, akým sa vedci rozhodli pridať polymérny film okolo perovskitu, ktorý ho chráni pred poškodením, ak je ponorený do vody.

Pri ochrane solárneho článku polymér tiež prepúšťa slnečné svetlo a slúži ako izolátor medzi článkami a elektródami. Zlepšenie tohto zapuzdrenia a účinnosti solárnych článkov by malo byť možné s ďalším výskumom a ďalej by zariadenie mohlo dokonca ponúknuť sebestačný zdroj energie.

„Vďaka premyslenému dizajnu systému môžete potenciálne vytvoriť samoudržiavaciu slučku,“ hovorí Lou . „Aj keď nie je slnečné svetlo, môžete využiť uloženú energiu vo forme chemického paliva. Produkty vodíka a kyslíka môžete vložiť do samostatných nádrží a začleniť ďalší modul, napríklad palivový článok, aby ste tieto palivá premenili späť na elektrinu.“

Stále je pred nami veľa práce, ale nové zariadenie rieši množstvo problémov, ktorým čelili predchádzajúce návrhy – vodotesnosť perovskitu do určitej miery znamená, že ho možno umiestniť priamo do vody, čím sa proces urýchli. Tím tiež zvážil extrakciu kyslíka a vodíka, a nie jednu alebo druhú.

Vedci sú zaneprázdnení experimentovaním s použitím perovskitua iné materiályv tandeme, aby sme sa pokúsili zlepšiť množstvo elektriny, ktorú dokážeme vyrobiť zo Slnka.

Jednou z nevýhod používania solárnych článkov na báze perovskitových kryštálov je, že ich výroba môže byť drahá, ale v tejto štúdii boli vymenené lacnejšie alternatívy – napríklad uhlík namiesto platiny.

'To znižuje vstupnú bariéru pre komerčnú adopciu,' hovorí Lou . 'Integrované zariadenia ako toto sú sľubné, pretože vytvárajú systém, ktorý je udržateľný.'

Výskum bol publikovaný v r ACS Nano .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.