Гідроген з води, іржі і сонячного світла

Збереження та зручне зберігання енергії, отриманих від сонячних панелей, не менш терміново, ніж ефективність фотоелектричних перетворень. Як ми можемо в будь-який час доби або ночі?

Дослідники École polytechnique fédérale de Lausann (EPFL) розробляють технологію, яка може трансформувати сонячну енергію в водню, чистий паливо з вуглецевою нейтральною дошкою.

Інгредієнти процесу є найпростішими і найбільш поширеними, водо- і залізо оксидом, або просто іржі. Kevin Sivula і його колеги свідомо обмежують себе недорогими і загальними, легко відновлюваними матеріалами, щоб виготовити в'язкі і недорогий спосіб виробництва сонячного водню. Пристрій ще на експериментальному етапі, але вже опублікований в журналі Nature Photonics.

«Найдорогий матеріал у нашій інсталяції – скляна пластина», – пояснює Сивула. Ефективність пристрою ще низька, від 1,4 до 3,6%. Але технологія має великий потенціал. «З нашою дешевою концепцією оксиду заліза ми сподіваємося на досягнення 10% ефективності протягом декількох років за вартістю менше 80 доларів на квадратний метр». За цією ціною ми зможемо конкурувати з традиційними методами виробництва водню. й





Ідея не нова. Вчені працюють понад 40 років. У повністю автономному пристрої, що складається з двох шарів, електронів, випущених напівпровідником оксиду під впливом сонячних променів, використовуються для відокремлення молекули води в кисень і водню. Гідроген витягується за допомогою клітин з чутливим барвником.

Напівпровідник в цьому випадку є нормальною іржі. «Це стабільний і поширений матеріал, що не буде іржатись далі!» Але це один з найгірших напівпровідників, доступних Сівули. Для поліпшення властивостей матеріалів, вчені збагачують його наноструктурованим оксидом кремнію і покривають його тонким шаром оксидів алюмінію і кобальту.

Другий шар робочої поверхні пристрою складається з барвника і титану. Дозволяє надати ізольовані напівпровідникові електрони достатньо енергії для вилучення водню з води.

За даними дослідників, вони змогли досягти своїх результатів завдяки використанню новітніх досягнень у дослідженні оксиду заліза та титану. Теоретичний ліміт на ефективність їх технології може становити 16% без суттєвого збільшення вартості. Можливо, з часом такі системи можуть значно збільшити потенціал сонячної енергії.



Джерело: /users/104