Устройство произвежда водород от слънчева светлина с рекордна ефективност

 

Проблемът свързан с изкопаемите горива и замърсяването на околната среда се превърна в основна тема на разговор за политици и учени по цял свят. За щастие има решение и то се нарича „слънчево гориво“!
След множество опити и проучвания, инженери от университета в Райс успяват да създадат нова технология, която да използва слънчевите лъчи за производството на водород. Как става това?

Тайната се крие в устройство, което съчетава халогенни перовскитни полупроводници от ново поколение с електрокатализатори в едно-единствено, трайно, рентабилно и мащабируемо устройство. Новата технология е значителна крачка напред в областта на зелената енергия и може да послужи като основа за множество химични реакции, които използват уловеното от слънцето електричество за превръщане на хранителни суровини в горива.

Лабораторията на химическия и биомолекулярен инженер Адитя Мохит е създала интегрирания фотореактор, използвайки антикорозионна бариера, която изолира полупроводника от водата, без да пречи на преноса на електрони. Устройството постига 20,8% ефективност на преобразуване на слънчевата енергия във водород, което е нов рекорд в областта на зелените технологии.

„Използването на слънчевата светлина като източник на енергия за производство на химически вещества е една от най-големите пречки пред икономиката на зелената енергия“, казва Остин Фер, докторант по химично и биомолекулярно инженерство и един от водещите автори на изследването. „Нашата цел е да създадем икономически осъществими технологии, които могат да генерират горива, получени от слънчева енергия. Тук разработихме система, която абсорбира светлина и осъществява електрохимично разделяне на вода на кислород и водород.“

Устройството е известно като фотоелектрохимична клетка, тъй като поглъщането на светлина, превръщането ѝ в електричество и използването на електричеството за захранване на химическа реакция се извършват в едно и също устройство. Досега използването на фотоелектрохимичната технология за производство на екологичен водород беше възпрепятствано от ниската ефективност и високата цена на полупроводниците.

Според Фер, всички устройства от този тип произвеждат екологичен водород само със слънчева светлина и вода, но това откритие е изключително, защото има рекордна ефективност и използва полупроводник, който е много евтин.

Предизвикателството, с което е трябвало да се справят, е че халогенните перовскити са изключително нестабилни във вода и покритията, използвани за изолиране на полупроводниците, са нарушавали функциите им или са ги увреждали. Но затова учените достигат до идеята, че са необходими два изолационни слоя – един, който да блокира водата, и друг, който да осигури добър електрически контакт между слоевете на перовскита и защитния слой.

Тези системи ще послужат като база за управление на широк спектър от електрони за горивни реакции, използвайки изобилие от хранителни суровини само със слънчева светлина като енергиен източник.
С предстоящи подобрения на тази технология може да се достигне до нови нива на водородната икономика и да се промени начина, по който хората произвеждат електроенергия, не чрез изкопаеми горива, а чрез слънчевата енергия.

 

Превод: Магдалена Богданова

Източник: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230720124624.htm

"Наука за ученици, учители и родители"

Изтегли безплатно:

Включи се в списъка ни с имейли – получаваш броеве, статии, видеа и всичко, което правим за популяризирането на науката в България.

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 
Годишен абонамент
ВИЖ ПОВЕЧЕ
  • Безкрайно знание - списание, видеа, аудио, книги и т.н.
  • Достъп от всякъде
  • Социална мрежа за знание с хора като вас.

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Powered by  GDPR Cookie Compliance
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.