Tämä veden alle upotettu laite käyttää auringonvaloa energian tuottamiseen

Keväänvihreät tammen lehdet auringonvalossa.

Kasvit käyttävät fotosynteesiprosessia kemiallisen energian tuottamiseen auringonvalosta. Samoin auringonvalo laukaisee Rice-yliopistossa kehitetyn uuden energiantuotantolaitteen. Kuva Didgemanin kautta/Pixabay.

Rice Universityn tutkijat ovat luoneet tehokkaan, edullisen laitteen, joka jakaa veden vetypolttoaineen tuottamiseksi.

Laitteen on kehittänyt Brown School of Engineering lab ofKesä Lou, Rice Universityn materiaalitieteilijä ja hänen tiiminsä. Se integroituukatalyyttiset elektroditjaperovskiitin aurinkokennotjoka tuottaa auringonvalon vaikutuksesta sähköä. Virta virtaa katalyytteihin, jotka jakavat vesimolekyylit vetyksi ja hapeksi, ja auringonvalon ja vedyn välinen hyötysuhde on jopa 6,7%.

Vetyä voidaan varastoida ja käyttää polttoaineena.

Tällainen katalyysi ei ole uusi, mutta laboratorio pakasi perovskiittikerroksen ja elektrodit yhdeksi modulaariseksi yksiköksi, joka veteen pudotettuna ja auringonvaloon sijoitettuna tuottaa vetyä ilman lisäpanosta.

Suorakulmainen laite, jossa on useita kerroksia ja upotettu poikkileikkauskuva tarroilla.

Tältä uusi laite näyttää. Poikkileikkaukset esittävät integroidun, aurinkoenergialla toimivan katalysaattorin rakenteen, joka jakaa veden vetypolttoaineeksi ja hapeksi. Laite veteen upotettuna tuottaa polttoainetta altistettuna auringonvalolle. Kuva Jia Liangin kautta/Riisin yliopisto.

Laite olikuvattujohtava kirjailija Lou, tutkijatohtoriJia Liangja heidän kollegansavertaisarvioitupäiväkirjaACS Nano29. huhtikuuta 2020. Moduuli on omavarainen vedyn tuottaja, jota voidaan käyttää polttoaineena. Tutkijan mukaan sen pitäisi olla yksinkertaista valmistaa irtotavarana. Lou kuvasi laitetta kohdassalausunto:



Käsite on pitkälti samanlainen kuin keinotekoinen lehti. Meillä on integroitu moduuli, joka muuttaa auringonvalon sähköksi, joka ajaa sähkökemiallisen reaktion. Se käyttää vettä ja auringonvaloa kemiallisten polttoaineiden saamiseen.

Perovskiititovat kiteitä, joissa on kuutiomaisia ​​ristikoita ja joiden tiedetään keräävän valoa. Tehokkaimmat tähän mennessä tuotetut perovskiitti -aurinkokennot saavuttavat yli 25%: n hyötysuhteen, mutta materiaalit ovat kalliita ja ne altistuvat valolle, kosteudelle ja lämmölle. Lou sanoi:

Jia on korvannut kalliimmat komponentit, kuten platinan, perovskite -aurinkokennoissa vaihtoehtoihin, kuten hiileen. Tämä alentaa kaupallisen käyttöönoton esteitä. Tällaiset integroidut laitteet ovat lupaavia, koska ne luovat kestävän järjestelmän. Tämä ei vaadi ulkoista virtaa moduulin pitämiseksi käynnissä.

Avainkomponentti ei välttämättä ole perovskiitti, vaan polymeeri, joka kapseloi sen, suojaa moduulia ja mahdollistaa upottamisen pitkään, Liangsanoi.

Toiset ovat kehittäneet katalyyttijärjestelmiä, jotka yhdistävät aurinkokennon veden ulkopuolella upotettuihin elektrodeihin langalla. Yksinkertaistamme järjestelmää kapseloimalla perovskiittikerros a: llaSurlyn(polymeeri) kalvo.

Kuvioitu kalvo sallii auringonvalon päästä aurinkokennoon samalla kun se suojaa sitä ja toimii eristeenä kennojen ja elektrodien välillä, Liang sanoi. Lou lisäsi:

Älykkään järjestelmän suunnittelun avulla voit mahdollisesti luoda itsestään ylläpidettävän silmukan. Vaikka auringonvaloa ei olisi, voit käyttää varastoitua energiaa kemiallisen polttoaineen muodossa. Voit laittaa vety- ja happituotteet erillisiin säiliöihin ja sisällyttää toisen moduulin, kuten polttokennon, muuttaa nämä polttoaineet takaisin sähköksi.

Tutkijat sanoivat jatkavansa kapselointitekniikan sekä aurinkokennojen parantamista moduulien tehokkuuden parantamiseksi.

Bottom line: Rice Universityn tutkijat ovat suunnitelleet laitteen, joka veteen upotettuna ja auringonvalolle altistettuna muodostaa vetyä ja happea.

Lähde: edullinen ja erittäin tehokas integroitu laite kohti aurinkokäyttöistä veden halkaisua

Rice -yliopiston kautta