antony_w (antony_w) wrote,
antony_w
antony_w

Category:

Австралийцы разработали прорывной водородный элемент с рекордным КПД



Водородное топливо, при всей его привлекательности, слишком дорогое в производстве, чтобы стать эффективной альтернативой ископаемому топливу. Однако австралийским ученым удалось изготовить солнечно-водородный топливный элемент из недорогих материалов и с рекордным для своего класса КПД — 17,6%. Они уверены, что смогут достичь своей конечной цели — добиться экологически чистого производства водорода по цене примерно $2 за кг.

Высокая энергетическая плотность водорода позволяет надеяться на появление электрической авиации и батарей для хранения возобновляемой энергии. Но прежде чем это произойдет, следует найти более экономически выгодные методы производства водорода. Потому что пока технологии вроде паровой конверсии выбрасывают в атмосферу в 12 раз больше углекислого газа, чем дают водорода. Открытие ученых из Австралийского национального университета может стать важным шагом к чистой энергетике.

Они разработали фотоэлектрохимический солнечно-водородный топливный элемент — потребляющий солнечную энергию и воду и выделяющий водород в обход внешней системы электролиза. В данном случае, к фотоэлектроду был добавлен перовскитовый фотоэлемент. Присоединив недорогие полупроводники, ученые обнаружили, что заметно улучшили эффективность устройства, пишет New Atlas.

«Энергия, выработанная из солнца, пропорциональна запрещенной зоне полупроводника, — пояснил ведущий исследователь Сива Карутури. — Кремний (Si), самый популярный материал на нынешнем рынке фотоэлементов, может производить только треть энергии, необходимой для расщепления воды. Если мы станем использовать полупроводник с запрещенной зоной в два раза больше Si, проблема будет решена. Однако, есть недостаток. Чем выше запрещенная зона, тем ниже у проводника способность улавливать солнечный свет. Для того чтобы разрушить эту зависимость, мы используем два полупроводника в тандеме, с меньшей запрещенной зоной, которая не только эффективно улавливает свет, но и производит необходимую энергию для спонтанного получения водорода».

Ключевым мерилом успеха является коэффициент преобразования солнечного света в водород. Цель, установленная еще 10 лет назад Министерством энергетики США — 25%.

В прошлом уже удавалось изготовить элементы с КПД 19%, но в них использовались слишком дорогие полупроводники. А те, которые можно назвать доступными, не преодолевали границу в 10%. Собранная австралийскими учеными модель с фотоэлектродом из кремния, титана и платины, показала впечатляющие 17,6% КПД.

Изобретатели уверены, что могут повысить эффективность системы, настроив по-отдельности каждый элемент, а если заменить ценные металлы на более доступные, она станет еще и дешевле. Конечная цель ученых — добиться экологически чистого производства водорода по цене примерно $2 за кг.

Tags: водород, топливо
Subscribe

Posts from This Journal “водород” Tag

promo antony_w august 17, 2014 11:48 18
Buy for 10 tokens
Есть блог, в котором написано много постов про роботов: ссылка И там есть несколько статей о замене рабочих мест человека роботами: Уже к 2018 году роботы отберут у человека часть профессий Рабский труд без зарплаты Армия роботов: зачем она нужна обильной людьми Поднебесной и кому может…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 1 comment