Ошибка
  • JUser: :_load: Не удалось загрузить пользователя с ID: 77
Рубцовский сайт
Юрист
Vika
Ирис
Menu
RSS

Совершён прорыв в производстве солнечного водорода

Совершён прорыв в производстве солнечного водорода

Команда инженеров из Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) и Делфтского технического университета (Technische Universiteit Delft) разработали новую методику производства так называемого солнечного водорода.

Инженеры создали простое и элегантное устройство, способное разделять молекулы воды на водород и кислород, используя при этом только энергию нашего светила. Эта технология получила название искусственного фотосинтеза, и с её помощью можно хранить энергию солнца в виде водорода. Затем водород можно использовать либо напрямую, либо в форме метана, или же с его помощью можно генерировать электричество в топливном элементе.

Они использовали обычный солнечный фотоэлемент и металлоксидный анод и в ходе эксперимента получили около пяти процентов солнечной энергии, конвертированной в химическую — в виде водорода.

Созданный голландцами солнечный элемент гораздо проще, чем трёхкомпонентные соединения на основе аморфного кремния или же дорогостоящие полупроводники группы III-V, которые обычно используются в этой области.

Анод был создан из ванадата висмута (BiVO4) с добавлением небольшого количества атомов вольфрама. Его распылили на кусок проводящего стекла и покрыли сверху фосфатом кобальта, который исполняет роль катализатора.

"Мы соединили лучшее из двух миров: взяли химически стабильный недорогой металлоксид и добавили тонкую плёнку фотоэлемента на кремниевой основе. В результате мы получили бюджетное высокоэффективное устройство для производства солнечного топлива", — с восторгом рассказывает о результате своих трудов глава Института солнечного топлива при Берлинском центре материалов и энергии Рул ван де Крол (Roel van de Krol).

Слой оксида металла — единственная часть фотоэлемента, которая контактирует с водой и выступает в качестве анода при производстве водорода. Также он служит для предотвращения коррозии (появления ржавчины) на чувствительном кремниевом элементе. В ходе исследования учёные оптимизировали процессы поглощения света, отделения зарядов и распада молекул воды.

К тому же, в ходе изготовления конструкции они смогли решить одну важную проблему: благодаря тому что они использовали недорогой катализатор — фосфат кобальта — процесс формирования кислорода на фотоаноде удалось значительно ускорить.

Самой трудной задачей было отделение электрических зарядов из ванадиево-висмутовой плёнки. Металлоксиды могут быть дешёвыми и стабильными, но носители заряда имеют тенденцию к быстрой реорганизации. В таком случае расщеплять молекулы воды уже было бы невозможно. Эту проблему удалось решить добавлением небольшого количества атомов вольфрама в плёнку из ванадата висмута.

"Важно было распределить эти атомы особым образом, так чтобы они создали электрическое поле, предотвращающее процесс реорганизации носителей заряда", — поясняет ван де Крол в пресс-релизе.

Для этого учёные взяли раствор из соединений вольфрама и ванадата висмута и распылили его на нагретую пластину из проводящего стекла, после чего часть раствора испарилась. Учёные опробовали распыление растворов с разными концентрациями вольфрама до тех пор, пока не получилась высокоэффективная металлоксидная плёнка толщиной в 300 нанометров.

"В теории эффективность конвертации солнечной энергии в химическую может составлять до 9% при условии использования анода из ванадата висмута", — говорит ван де Крол. Голландские учёные же получили результат 5%, а благодаря своим усовершенствованиям они надеются довести эффективность преобразователя до 10%.

"Честно говоря, мы пока не поняли, почему именно ванадат висмута работает лучше других металлоксидов. Мы обнаружили, что около 80% падающих на поверхность фотонов вносят свой вклад в получаемый электрический заряд. Это неожиданно высокий результат, который делает наше изобретение рекордсменом среди металлоксидов в этой области", — говорит ван де Крол.

На следующем этапе работы инженеры планируют создать солнечный фотоэлемент-анод площадью в несколько квадратных метров, способный запасти достаточное количество водорода для демонстрации.

Учёные уже подсчитали, что "производительность" солнца в Германии равна приблизительно 600 ваттам на квадратный метр. Это означает, что 100 квадратных метров этой системы теоретически способны запасать около трёх киловатт-часов энергии в виде водорода всего за один час при солнечной погоде. Запасы энергии могут быть использованы ночью или же в пасмурные дни.

Подробно о проведённой работе голландцев рассказывает статья, опубликованная в журнале Nature Communications.

vesti.ru

 Медиа

 Оставить комментарий 

* Администрация сайта не несёт ответственности за содержание сообщений,
публикуемых в комментариях.

Внимание! Вы можете комментировать любой фрагмент текста прямо в статье! Просто выделите нужный фрагмент и оставьте комментарий!

Наверх

  1. Фото
  2. Видео
  3. Жизнь и стиль
  4. Здоровье
  5. Путешествия
Фото: Пейзажи с самолёта

Фото: Пейзажи с само…

Пейзажи с самолёта

Фото: День Победы - 65 лет

Фото: День Победы - …

День Победы - 65 лет

Фото: Рубцовск. Наши дни

Фото: Рубцовск. Наши…

Рубцовск. Наши дни

Фотоотчёт: в Рубцовске прошёл митинг в защиту русскоязычного населения Украины

Фотоотчёт: в Рубцовс…

Сегодня, 13 марта в Рубцовске на площади Ленина пр...

Видео: Семён Слепаков: В моей стране все есть

Видео: Семён Слепако…

Эксклюзивная песня, не вошедшая в эфиры Comedy Clu...

5 ДЕВУШЕК, которые СИЛЬНО ОШИБЛИСЬ с ДИЕТОЙ

5 ДЕВУШЕК, которые С…

Надо быть внимательной при выборе диеты

Быдлорыцарство

Быдлорыцарство

Кто сказал, что времена рыцарских поединков остали...

Видео: Лиза Звягина восходящая звезда Рубцовска

Видео: Лиза Звягина …

Ко Дню Великой Победы!

Преимущества дымоходов из нержавеющей стали

Преимущества дымоход…

Главным и основным преимуществом, которым обязател...

Клинкер – самый качественный облицовочный материал

Клинкер – самый каче…

Когда возникает проблема выбора каких-либо стройма...

Польза от посещения салона красоты

Польза от посещения …

Современный, приемлемый пример красоты – это свежа...

Как сделать бетонный пол: некоторые нюансы

Как сделать бетонный…

Перед тем как сделать бетонные полы, потребуется с...

Вертикаль сработала – в 47 регионах зарплаты врачей снизились

Вертикаль сработала …

Вертикаль сработала – в 47 регионах зарплаты враче...

Чем полезны 100 граммов орехов в неделю?

Чем полезны 100 грам…

Любите орехи? Тогда вам наверняка интересно знать,...

Встречаем весну: как помочь кишечнику?

Встречаем весну: как…

Проблема нерегулярной работы кишечника – достаточн...

Почему израильские нейрохирурги одни из лучших в мире

Почему израильские н…

Нейрохирурги Израиля уже долгое время занимаются о...

Какой гид вам поможет?

Какой гид вам поможе…

Частные, хорошие гиды в любой стране – буквально н...

Болгария ждет туристов в любое время

Болгария ждет турист…

Новый 2014 год уже не за горами, и пришло время по...

Расписания движения поездов и автобусов в Рубцовске

Расписания движения …

Актуальное расписание движения поездов ст. Рубцовс...

Почему Мальта бьет рекорды по количеству туристов и сколько стоит гражданство острова

Почему Мальта бьет р…

За последние несколько месяцев на территории мальт...

поиск

Поиск по сайту

и в Интернете