Водород из воды, ржавчины и солнечного света
удобное хранение и Консервация энергии взятой от солнечных батарей неприятность не меньше насущная, чем эффективность фотоэлектрических преобразований. Как обеспечить доступность энергии в любое время дня либо ночи?
Исследователи из Федеральной политехнической школы в Лозанне (Ecole polytechnique federale de Lausann, EPFL) разрабатывают разработку, которая сможет трансформировать солнечную энергию в водород, чистое горючее с нейтральным углеродным следом.
Ингредиенты процесса самые простые и распространенные, оксид и вода железа, либо по-несложному – ржавчина. Кевин Сивула (Kevin Sivula) вместе с сотрудниками намеренно ограничились недорогими и распространенными, легко восстанавливаемыми материалами, чтобы получить жизнеспособный и недорогой способ производства солнечного водорода. Их устройство еще в экспериментальной стадии, но о нем уже написал издание Nature Photonics.
«Самый дорогой материал в отечественной установке – стеклянная пластина», — растолковывает Сивула. Эффективность устройства до тех пор пока еще остается низкой, от 1,4 до 3,6%. Но у технологии громадной потенциал. «С отечественной недорогой концепцией на базе оксида железа мы сохраняем надежду достигнуть эффективности 10% в течение нескольких лет при стоимости менее $80 за один квадрат [рабочей поверхности устройства].
При таковой цене мы сможет соперничать с классическими способами производства водорода».
Сама идея стара как мир. Над ней трудятся разные ученые уже более 40 лет. В всецело независимом устройстве, складывающемся из двух слоев, электроны, выделяемые оксидным полупроводником под действием солнечного света, употребляются для разделения молекулы воды на водород и кислород.
Водород извлекается при помощи ячеек с сенсибилизированным красителем.
Полупроводник в этом случае – простая ржавчина. «Это стабильный и распространенный материал, он уже не будет ржаветь дальше! Но это один из нехороших дешёвых полупроводников», — признает Сивула. Дабы улучшить свойства материала, ученые обогащают его наноструктурированным оксидом кремния и покрывают узким слоем кобальта и оксидов алюминия.
Второй слой рабочей поверхности устройства складывается из диоксида и красителя титана. Он разрешает придавать выделенным полупроводником электронам хватает энергии для извлечения водорода из воды.
По словам исследователей, собственных результатов они смогли добиться благодаря применению последних достижений в изучении диоксида титана и оксида железа. Теоретический предел эффективности их технологии может составить 16% без значительного повышения цены. Быть может, со временем такие совокупности смогут существенно расширить потенциал солнечной энергетики.
По данным EPFL