บันทึกประสิทธิภาพด้วยพลังงานแสงอาทิตย์

การผลิตไฮโดรเจนอย่างมีประสิทธิภาพเป็นแหล่งพลังงานพร้อมโซลาร์เซลล์ที่คุ้มค่า

ผลิตไฮโดรเจนอย่างมีประสิทธิภาพด้วยวัสดุที่คุ้มค่า © EPFL
อ่านออกเสียง

บันทึกพลังงานแสงอาทิตย์: ในการผลิตไฮโดรเจนจากน้ำด้วยความช่วยเหลือของแสงแดดทีมวิจัยระหว่างประเทศได้ประสบความสำเร็จในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน พลังงานแสงอาทิตย์ไม่เพียง แต่สามารถนำมาใช้ได้เท่านั้น แต่ยังเก็บไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เคยเป็นในขณะที่นักวิทยาศาสตร์เขียนในนิตยสาร "วิทยาศาสตร์" ข้อดีอีกอย่างคือวัสดุที่ใช้มีราคาไม่แพงและอุดมสมบูรณ์

ผลิตไฮโดรเจนอย่างมีประสิทธิภาพด้วยวัสดุราคาต่ำ© EPFL

เซลล์แสงอาทิตย์เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่มีแนวโน้มมากที่สุดในอนาคต: พวกเขาผลิตกระแสไฟฟ้าโดยไม่ต้องผลิตก๊าซไอเสียที่เป็นอันตรายและแหล่งพลังงานที่เกิดขึ้นจริงจะยังคงเผาไหม้มานานหลายพันล้านปี ด้วยเหตุนี้พลังงานแสงอาทิตย์จึงเป็นที่นิยมและแพร่หลายมากขึ้น อย่างไรก็ตามยังคงมีปัญหาบางอย่าง: ประสิทธิภาพของเซลล์ค่อนข้างต่ำดังนั้นจึงมีการใช้พลังงานของเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อยเท่านั้น นอกจากนี้การผลิตกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นไม่สามารถเก็บไว้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากดังนั้นการสูญเสียส่วนแบ่งเพิ่มเติม เพิ่มไปที่ราคาสูงสำหรับวัสดุต่างๆสำหรับการผลิต

ไฮโดรเจนจากน้ำแยก

นักวิทยาศาสตร์นำโดย Jingshan Luo จาก Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne ได้ทดลองวัสดุที่ราคาถูกกว่าเพื่อเอาชนะปัญหาเหล่านี้ พวกเขาใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อแยกน้ำเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนด้วยไฟฟ้า ไฮโดรเจนได้รับการพิจารณาว่าเป็นแหล่งพลังงานที่มีแนวโน้มมานานแล้วในทางตรงกันข้ามกับกระแสไฟฟ้าสามารถจัดเก็บได้ง่ายและทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพ เมื่อพูดถึงการเผาไหม้จะมีเพียงน้ำเสียที่ถูกสกัดไปก่อนหน้านี้เท่านั้นที่จะไปสู่ก๊าซเสีย

Luo และเพื่อนร่วมงานประสบความสำเร็จเป็นพิเศษในการรวมเซลล์แสงอาทิตย์ตามแร่เพอร์มอสไคต์กับเหล็กและนิกเกิลอิเล็กโทรดสำหรับการแยกน้ำ: รวม 12.3 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานของแสงอาทิตย์ที่ถูกรวบรวมได้ถูกนำกลับมาใช้ใหม่ในไฮโดรเจน สิ่งที่ฟังดูไม่ค่อยดีเท่าไหร่ในตอนแรกเป็นสถิติใหม่สำหรับประสิทธิภาพของอุปกรณ์ดังกล่าว

ความลับสู่ความสำเร็จ Perovskite

“ ทั้ง perovskite สำหรับเซลล์และตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็กและนิกเกิลสำหรับอิเล็กโทรดต้องการวัตถุดิบที่พบได้ทั่วไปบนโลกและยังมีราคาถูกอีกด้วย” Luo อธิบาย "แต่อิเล็กโทรดของเรานั้นทำงานได้ดีเช่นเดียวกับแพลตตินั่มที่มีราคาแพงซึ่งปกติใช้แล้ว" ความสำเร็จปรากฏให้เห็น: ทันทีที่แสงกระทบกับเซลล์แสงอาทิตย์ก๊าซที่ขั้วไฟฟ้าก็จะเกิดฟองอย่างรุนแรง แสดงผล

ความลับของความสำเร็จอยู่ที่การใช้ perovskite: เซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากวัสดุนี้จะสร้างแรงดันไฟฟ้ามากกว่าหนึ่งโวลต์ในขณะที่เซลล์ซิลิกอนยอมแพ้ที่ 0.7 โวลต์ Luo อธิบายว่าต้องการแรงดันไฟฟ้า 1.7 โวลต์หรือมากกว่าเพื่อผลิตน้ำอิเล็กโทรไลต์ เพื่อจุดประสงค์นี้จำเป็นต้องมีเซลล์ซิลิคอนสามเซลล์ขึ้นไปใน Perovskitzellen อย่างไรก็ตามมีอยู่สองเซลล์ "นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้รับไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรไลซิสด้วยเซลล์เพียงสองเซลล์!" Luo กล่าวอย่างมีความสุข และแบบจำลองในอนาคตคาดว่าจะเพิ่มประสิทธิภาพยิ่งขึ้นไปอีก

(วิทยาศาสตร์, 2014; ดอย: 10.1126 / วิทยาศาสตร์ 1998307)

(Ecole Polytechnique F d rale de Lausanne, 26.09.2014 - AKR)