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: Футбол в Рубцовске

Фото: Футбол в Рубцо…

Футбол в Рубцовске

Фото: Спорт в Рубцовске

Фото: Спорт в Рубцов…

Футбол в Рубцовске

Езда с препятствиями

Езда с препятствиями

Мотоциклетный сезон на дорогах страны начался уже ...

Видео: Молодые мамы на День города Рубцовска

Видео: Молодые мамы …

Молодые мамы на День города Рубцовска. Запускаю го...

Осеннее обострение

Осеннее обострение

В этой истории, похоже, никто не пострадал (если, ...

Видео: Автокросс Рубцовск 2013

Видео: Автокросс Руб…

18-19 мая 2013г. Рубцовск, Бобково. Подборка заезд...

Как вызвать скорую с Теле2

Как вызвать скорую с…

Если вы неожиданно попали в экстренную, опасную си...

Чем интересна Ваша кухня?

Чем интересна Ваша к…

Выбираем стиль для кухни Гладкая черная мебели пр...

Принтеры, есть ли необходимость?

Принтеры, есть ли не…

Покупка желанного компьютера влечет за собой приоб...

От чего зависит эффективность солнечных коллекторов

От чего зависит эффе…

Эффективность систем отопления зависит, помимо про...

Особенности семейного отдыха на велосипедах

Особенности семейног…

С наступлением лета сидеть в четырёх стенах городс...

Когда стоит обращаться в наркологическую клинику

Когда стоит обращать…

Человеческая слабость и полнейшее незнание – практ...

Почему стоит ехать в санаторий?

Почему стоит ехать в…

У всех людей имеется представление о своем идеальн...

Операция по удалению катаракты — факоэмульсификация

Операция по удалению…

Единственным эффективным, безболезненным и совреме...

Что толкает людей заниматься экстримом

Что толкает людей за…

Увидев очередную передачу по телевизору в голову, ...

Отдых на Луаре

Отдых на Луаре

Что касается завораживающих круизов по Луаре, то о...

Что посмотреть в Хургаде

Что посмотреть в Хур…

Египет предлагает туристам намного больше, нежели ...

Новый свет – курортный поселок в Крыму

Новый свет – курортн…

Новый Свет является курортным посёлком в Судакском...

поиск

Поиск по сайту

и в Интернете