Нова технология превръща слънчевата енергия във водород

ВЕИ енергетикaИновацииСп. Енерджи ревю - брой 1, 2014

Учени от Университета на Северна Каролина в Чапел Хил са създали нова система, която преобразува слънчевата енергия във водород и го складира за употреба в тъмните часове на денонощието. Така наречените “слънчеви горива”, сред които е и водородът, предлагат ефективно решение за съхраняването на енергия, използвайки принципа на естествената фотосинтеза. Новата технология може да е последното голямо парче от пъзела на соларното бъдеще, надяват се създателите й.

Системата, проектирана от учените в Северна Каролина, е наречена светлочувствителна клетка за фотоелектросинтез (DSPEC) и генерира водород с помощта на слънчева енергия, като разделя водните молекули на съставните им частици. След разделянето водородът се извлича и складира, а кислородът се освобождава в атмосферата.

Процесът разчита на два основни компонента: молекула и наночастица. Молекулата, наречена хромофор-катализатор, абсорбира слънчевата светлина и задейства каталитични процеси за откъсване на електроните от водната молекула. Към всяка наночастица са прикрепени хиляди хромофор-катализатори. Наночастиците образуват слой, който “извлича” електроните, за да произведе чист водород.

Първоначалните опити на екипа да осъществи процеса, са обречени на неуспех. Или хромофор-катализаторите се откъсват от наночастиците, или електроните не могат да бъдат извлечени достатъчно бързо, за да се получи водород. Ето защо учените прибягват до покриване на наночастиците с тънък слой титаниев диоксид. Така електроните се извличат далеч по-бързо. Оптимизирането на процеса включва и изграждането на защитно покритие, което придържа хромофор-катализаторните молекули към наночастиците, като гарантира оставането им на повърхността.

Водородните инсталации, базирани на иновативния метод, няма да се нуждаят от почти никакво външно захранване и няма да отделят парникови газове. Нещо повече, конструирането им не изисква разработването на допълнителни сложни технологии. Следващата цел е да се използва същият подход за намаляване на въглеродния двуокис в горивата на въглеродна основа, например формиат или метанол.

“Когато говорим за захранване на планетата с енергия, съхраняването й в батерии не е нито достатъчно, нито практично. Оказва се, че в най-концентриран вид енергията се съдържа в химическите връзки на молекулите. Ето защо химията е най-прекият път към намиране на глобално решение”, убедени са учените.




Новият брой 3/2019

брой 3-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ


Top