В Лаборатории Фотоники и Интерфейсов в EPFL, во главе с Майклом Грэцелем, где ученые изобрели солнечные батареи краски, которые подражают фотосинтезу на заводах, они также разработали методы для создания топлива, такого как водород посредством солнечного водного разделения.Чтобы сделать это, они или используют фотоэлектрохимические клетки, которые непосредственно разделяют воду на водород и кислород, когда выставлено солнечному свету, или они объединяют производящие электричество клетки с электролизером, который отделяет молекулы воды.При помощи последней техники постдокторант Грэцеля Цзиншань Ло и его коллеги смогли получить работу, столь захватывающую, что их успех издается сегодня в журнале Science.
Их устройство преобразовывает в водород 12,3 процентов энергии, распространяемой солнцем на поглотителях перовскита – комплекс, который может быть получен в лаборатории из общих материалов, таких как используемые в обычных автомобильных батареях, избавив от необходимости редкоземельные металлы в производстве применимого водородного топлива.Разлитое в бутылки солнцеЭта высокая эффективность обеспечивает, жесткая борьба за другие методы раньше преобразовывала солнечную энергию.
Но у этого метода есть несколько преимуществ перед другими:«И перовскит, используемый в клетках и катализаторы никеля и железа, составляющие электроды, требуют ресурсов, которые в изобилии на Земле и которые являются также дешевыми», объяснил Цзиншань Ло. «Однако наши электроды работают точно так же как дорогие основанные на платине модели, обычно используемые».С другой стороны, преобразование солнечной энергии в водород делает свое хранение возможным, который обращается к одному из самых больших недостатков, с которыми стоит возобновляемое электричество – требование, чтобы использовать его в то время, когда это произведено.«Как только у Вас есть водород, Вы храните его в бутылке, и Вы можете сделать с ним вообще, Вы хотите, каждый раз, когда Вы хотите его», сказал Майкл Грэцель.
Такой газ может действительно быть сожжен – в котле или двигателе – выпуск только водяного пара. Это может также пройти в топливный элемент, чтобы произвести электричество по требованию.
И конверсионная эффективность на 12,3%, достигнутая в EPFL «, скоро станет еще выше», обещал Грэцель.Более сильные клеткиЭти высокоэффективные ценности основаны на особенности клеток перовскита: их способность произвести напряжение разомкнутой цепи, больше, чем 1 В (кремниевые клетки останавливаются на уровне 0,7 В для сравнения).
«Напряжение 1,7 V или больше требуется для водного электролиза возникнуть и получить годные для использования газы», объяснил Цзиншань Ло. Чтобы получить эти числа, три или больше кремниевых клетки необходимы, тогда как всего две клетки перовскита достаточно.
В результате есть больше эффективности относительно поверхности легких требуемых поглотителей. «Это – первый раз, когда мы были в состоянии получить водород посредством электролиза только с двумя клетками!» Ло добавляет.Обильность крошечных пузырей, сбегающих из электродов, как только солнечные батареи выставлены свету, говорит это лучше, чем слова когда-нибудь могли: комбинация солнца и воды прокладывает обещание и шипучий путь к развитию энергии будущего.Видео: http://www.youtube.com/watch?v=hkGAqk-TXw8&feature=youtu.be