Pin mặt trời mới mạnh mẽ tạo ra cả nhiên liệu hydro và năng lượng điện

Trong một lĩnh vực mà về cơ bản, uốn cong nước đáp ứng năng lượng tái tạo, các nhà nghiên cứu đã khai thác thành công quá trình quang hợp để tách nước để sản xuất nhiên liệu hydro. Tách H2O ở cấp độ phân tử của nó là điều mà các nhà khoa học đã làm trong hơn 200 năm và có thể nắm giữ chìa khóa trêu ngươi cho nền kinh tế hydro không có khí thải - nếu chỉ có thể tăng quy mô.

May mắn thay, chúng tôi đã đạt được tiến bộ trong việc giảm chi phí và các nhà nghiên cứu cũng đã tiến gần đến việc làm chủ nghệ thuật quang hợp nhân tạo, nhưng hiệu quả thấp giúp quá trình không bị mơ mộng, ít nhất là cho đến bây giờ.

Điều đó theo một bài báo mới phát hành hôm thứ Hai Vật liệu thiên nhiên bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley trình bày một giải pháp lai đơn giản, thanh lịch mà bỏ qua nút thắt hiện tại cho các tế bào quang hóa.

Một bữa ăn trưa miễn phí, nhà nghiên cứu chính của Gideon Segev kể lại Nghịch đảo.

Video liên quan

Các tế bào quang điện là khoa học uốn cong nước và ánh sáng

Các tế bào quang hóa thường là một chồng các vật liệu khác nhau hấp thụ ánh sáng. Mỗi lớp hấp thụ một bước sóng khác nhau, tạo ra các điện áp đạt đến đỉnh điện áp đủ mạnh để tách nước thành oxy và nhiên liệu hydro.

Điều này, tự nhiên, nghe có vẻ như sử dụng tốt ánh sáng mặt trời. Nhưng ngay cả khi pin mặt trời silicon hoạt động tốt, các vấn đề phát sinh khi các vật liệu khác trong ngăn xếp có thể phù hợp với hiệu suất của nó, khiến năng lượng bị lãng phí.

Bạn cần hai vật liệu, lý tưởng là silicon và trên hết là một số vật liệu khác có thể hấp thụ phần năng lượng mạnh hơn của vật liệu, theo Seg Segev. Nút thắt cổ chai trong hệ thống và sẽ luôn là vật liệu khác, vì vậy nghiên cứu chủ yếu là làm cho vật liệu khác tốt hơn.

Làm thế nào các điện tử trình bày một giải pháp thanh lịch

Với rất nhiều nghiên cứu tập trung vào tài liệu khác của nhóm đó,, Seg Segev và nhóm của ông đã quyết định lùi lại một bước, xem xét làm thế nào họ có thể làm cho toàn bộ hệ thống tốt hơn. Và họ nhận ra có một nguồn năng lượng khác đang chờ khai thác: điện tử.

Bạn có vật liệu bán dẫn này và nó hấp thụ ánh sáng. Ánh sáng có thể được coi là một hạt. Vì vậy, khi một photon được hấp thụ, nó sẽ cung cấp năng lượng cho electron, ở trạng thái kích thích, theo Seg Segev giải thích. Bạn có thể nói electron có thời gian cụ thể trước khi mất năng lượng, năng lượng mà các photon đã cho nó.

Nghiên cứu trước đây chỉ đơn giản là cho phép các tế bào nóng lên và để năng lượng tiêu tan. Đội Segev theo nghĩa đen đã cho năng lượng electron electron một lối thoát. Trong khi hầu hết các thiết bị tách nước thường có hai mặt, một mặt để sản xuất nhiên liệu mặt trời và mặt kia để giải phóng dòng điện, nguyên mẫu mới này có hai ổ cắm ở phía sau, một cho phát điện nhiên liệu mặt trời và một cho năng lượng điện. Hai loại năng lượng, một tế bào.

Nguyên mẫu - mất 19 lần lặp đi lặp lại trong suốt một năm để tạo ra - có tiềm năng đáng kể về tốc độ hiệu quả của năng lượng mặt trời đối với nhiên liệu hydro từ tốc độ hiện tại, 6,8%. Với các vật liệu lý tưởng, nhóm đã tính toán mức tăng tiềm năng lên 20,2%, tăng gấp ba lần tỷ lệ pin mặt trời thông thường.

Đột nhiên, các trạm tiếp nhiên liệu hydro-năng lượng mặt trời của don don trong tương lai dường như vô vọng, mặc dù cần phải nghiên cứu thêm trước khi chúng ta có thể mang lại một điều không tưởng về năng lượng hydro.

Segev Nếu nó hoạt động hiệu quả và có chi phí cạnh tranh, có lẽ chúng ta có thể bắt đầu nói về các trạm tiếp nhiên liệu thương mại hoặc hydro được cung cấp bởi mặt trời. Tuy nhiên, tôi nghĩ rằng tất cả đều rất sớm ở giai đoạn này, vì vậy chúng tôi không thể nói về việc biến nó thành công nghệ mà mọi người sẽ thấy trong cuộc sống vào sáng mai.

Nhưng Segev, chúng ta có thể mơ ước.

Sửa chữa: Một phiên bản trước của câu chuyện được in sai rằng nguyên mẫu đạt được hiệu quả gấp ba, trong khi điều này vẫn là một tính toán. Câu chuyện đã được cập nhật với nhận xét bổ sung từ tác giả nghiên cứu.