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
Немецкие спортсменки разделись для журнала Playboy

Немецкие спортсменки…

В мартовском номере немецкого Playboy появились от...

Фото: Пейзажи с самолёта

Фото: Пейзажи с само…

Пейзажи с самолёта

Фото: Мисс Рубцовск 2012 (полуфинал)

Фото: Мисс Рубцовск …

Мисс Рубцовск 2012 (полуфинал)

Фото: Рубцовск. Наши люди

Фото: Рубцовск. Наши…

Рубцовск. Наши люди

Подстава v2.0

Подстава v2.0

Ночь. Улица. Фонарь. Аптека… Классика. Правда, в н...

Российская молодежь высказала свое мнение о счастье (ВИДЕО)

Российская молодежь …

А как бы ответил ты? ЧТО ДЛЯ ВАС СЧАСТЬЕ? Morind...

Видео: Рубцовск, ул. Октябрьская, Москвич 2141

Видео: Рубцовск, ул.…

На идеально ровной дороге у автомобиля Москвич 214...

Езда с препятствиями

Езда с препятствиями

Мотоциклетный сезон на дорогах страны начался уже ...

Заказ корпусной мебели в Киеве

Заказ корпусной мебе…

При благоустройстве дома выбор мебели играет колос...

Немного о ламинате Tarkett

Немного о ламинате T…

Одним из наиболее  востребованных производителей н...

Маленькие хитрости макияжа

Маленькие хитрости м…

Не знаю, как у вас, дорогие девушки, но у многих в...

Кольца для молодожён

Кольца для молодожён

Многие уже проходили столь волнительный этап жизни...

Бесценный осенний овощ - тыква

Бесценный осенний ов…

Истинным природным поливитамином, несомненной коро...

Рошаль предупреждает: Голикова во главе Счетной палаты опасна для россиян

Рошаль предупреждает…

Назначение бывшего министра здравоохранения Татьян...

Простуда и насморк: первая помощь и профилактика

Простуда и насморк: …

Например, когда начинаются выходные, когда у вас д...

Сок Нони - сок жизни

Сок Нони - сок жизни

Нони (или Моринда лимонолистная) – это вечнозелено...

Чем знаменит Новосибирск?

Чем знаменит Новосиб…

Новосибирск необычайно красивый город со своей ист...

Чем хорош дайвинг

Чем хорош дайвинг

Многие люди просто мечтают ощутить чувство свободн...

Отдых в Хорватии

Отдых в Хорватии

В Хорватию обязательно едут за спокойным, приятным...

Прокат автомобилей в…

В организованных экскурсиях есть свои преимущества...

поиск

Поиск по сайту

и в Интернете