Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) создали новый способ выделения водорода из воды посредством солнечной энергии. Он не требует больших применения и температур драгоценных металлов, а по эффективности сравним с лучшей на сегодня разработкой, применяющей платиновые катализаторы.

Смотрите кроме этого: Гриль, что трудится от солнечной энергии кроме того ночью

Изобретатель Патрик Шервин (Patrick Sherwin) только что совершил успешную кампанию на краудфандинговой площадке Kickstarter по сбору средств на собственный проект – портативную совокупность для того чтобы GoSun Grill. Изюминкой устройства есть работа на солнечной энергии и полная универсальность: возможно жарить, варить либо запекать в помещении и на улице,днем либо ночью, в солнечную погоду либо в пасмурную.

Солнце постоянно рассматривалось как главный источник в другой энергетике. В существующих схемах его энергия преобразуется в электрическую напрямую (посредством фотоэлементов) либо через нагрев теплоносителя в станциях коллекторного типа.

Отдельные компании разрабатывают комбинированные варианты, в которых световая энергия оптического диапазона и тепловой части спектра утилизируются по-различному. Это нужно вследствие того что преобразование солнечной энергии неизменно сопряжено с задачей её накопления. Электростанция обязана трудиться целыми сутками и владеть запасом мощности, дабы снабжать пиковые нагрузки сети в определённые часы.

Солнечная электростанция Gemasolar (Севилья, Испания. Фото: swns.com).

Запасать энергию в виде тепловой довольно часто оказывается менее затратно, чем обслуживать преобразователи напряжения и ёмкие аккумуляторы. Но имеется и второй метод накапливать взятую от Солнца энергию – расходовать её на выработку из воды водорода для топливных элементов.

Каждая установка, выделяющая водород из воды, тратит на это некое количество энергии. В различное время были предложены два главных дороги: нагревать воду, доводя её до состояния перегретого пара, и после этого пропускать его через электрическое поле с напряжением в тысячи вольт, либо применять электролиз.

Второй способ в целом надёжнее и не требует изначально больших издержок энергии для начала реакции. Всё, что требуется на начальной стадии – преодолеть барьер в 1,7 В. Для этого возможно использовать фотоэлектрохимические ячейки, каковые конкретно будут выделять водород, либо простой электролизер, питаемый от солнечных батарей.

Выделение водорода из воды способом электролиза (фото:EPFL / LPI / Alain Herzog).

До тех пор пока специальные ячейки – перспективная и дорогая разработка. Чаще разработчики шли по второму пути, применяя солнечные батареи из трёх последовательно соединённых элементов с отличием потенциалов по 0,6 – 0,7 В.

До сих пор эффективность преобразования солнечной энергии таким методом была ниже десяти процентов. Рекордный показатель в 12,4% был достигнут во второй половине 90-ых годов двадцатого века на компактной экспериментальной установке с платиновым электродом и другими дорогостоящими подробностями. Высокая себестоимость сделала неоправданным промышленное использование, и о разработки забыли до лучших времён.

Параллельно исследователи делали поиск более недорогих материалов, талантливых улучшить характеристики как самих фотоэлементов, так и электролизёра, обеспечив громадную разность потенциалов и сравнимый с платиной показатель эффективности.

Таким вариантом стали катализаторы на базе железа и никеля, и перовскитные фотоэлементы. Изначально перовскитом именовали сам минерал (титанат кальция), отрытый во второй половине 30-ых годов девятнадцатого века на Уральских горах. После этого термин «перовскиты» начал применяться и к вторым соединениям, имеющим схожее строение кристаллической решётки.

Электрод и перовскитная солнечная батарея из двух элементов (фото: EPFL).

Редакция издания «Science» указала перовскиты в перечне десяти научных прорывов прошлого года за их многообещающие особенности в солнечной энергетике. Перовскитные солнечные панели значительно легче классических, изготовленных из кремния. Сейчас они производятся способом несложного осаждения из газовой фазы, исходя из этого обходятся приблизительно в четыре раза дешевле кремниевых по себестоимости.

В каждой перовскитной ячейке создаётся разность потенциалов около одного вольта. Применяя всего несколько элементов таковой солнечной батареи (вместо трёх) и недорогие электроды, исследователи из Лаборатория фотоники EPFL под управлением докторанта Цзиншань Ло взяли эффективность преобразования солнечной энергии в водород на уровне 12,3%. На сегодня это можно считать рекордом среди концептов, допускающих малозатратное масштабирование до отметки промышленной установки.

Основной проблемой остаётся неустойчивость элементов на базе перовскита, что ведет к падению напряжения по мере их работы. Природа этого явления пока не ясна. В прошедшем сезоне несколько Генри Снейта (Henry Snaith) из Оксфордского университета всецело поменяла представления о процессах перемещения экситонов в фотоэлементе из титаната кальция, что разрешило упростить их изготовление.

Быть может, предстоящее изучение перовскитов окажет помощь добиться стабильности черт солнечных панелей на их базе.

Создатель: Андрей Васильков

Случайная статья:

• Обзор 8,9-дюймового windows-трансформера 2-в-1 asus transformer book t90 chi
• Как сделать рамку вокруг текста в ворде?

✅Электро велосипед на Солнечной Тяге ⚡Использую чистую, возобновляемую свободную энергию!

Похожие статьи:

• Солнечная энергия: как считать?

  Прошлые статьи про солнечную энергетикуЧасть 1Часть 2Часть 2.5Часть 3Часть 4Часть 5Часть 6Солнечные батареи на плотуПрошло лето — самая активная пора для…

• Эксплуататоры солнца: гонки автомобилей на солнечной энергии

  До тех пор пока всю землю обсуждает других производства средств и идеи электрокаров передвижения, трудящихся на электрической тяге, экологически чистые…

• Предложен принципиально новый метод использования солнечной энергии

  В большинстве случаев, дабы скоро испарить воду, её необходимо нагреть. А вот американские исследователи добились бурного, как при кипении, испарения под…