Найден способ получения водородного топлива с квантовой эффективностью выше 100%

1st May 2017, Олег Довбня 20

Исследования возможностей сокращения зависимости человеческой цивилизации от ископаемого топлива ведутся в нескольких перспективных направлениях. Ученые в том числе сосредоточили свои усилия и на поиске более эффективного метода получения газообразного водородного топлива с использованием солнечной энергии для расщепления воды, которой на Земле немало, на ее компоненты — водород и кислород.

Недавно в журнале Nature Energy была опубликована статья, ведущим автором которой является профессор-ассистент Йон Ян (Yong Yan) из Технологического института Нью-Джерси, в которой сообщается о значительном прогрессе в направлении достижения данной цели.


Йон Ян со своими коллегами из Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии, Горного университета Колорадо и Университета штата Калифорния в Сан-Диего использовали для повышения эффективности получения газообразного водорода с применением солнечной энергии технологию фотоэлектрохимических ячеек на основе квантовых точек. Квантовая эффективность в ходе проведенных исследователями экспериментов достигала 114%.

Квантовые точки — полупроводниковые частицы очень маленького размера, составляющего всего несколько нанометров (1 нанометр = одной миллиардной доле метра). В описанном исследователями устройстве такие привычные полупроводниковые материалы, как кремний и селенид меди-индия-галлия заменены сульфидными квантовыми точками. Преимуществом нового фотоэлектрохимического устройства является его потенциальная способность к преобразованию более широкой части солнечного спектра в полезную энергию.

Устройство, согласно его описанию, поглощая один солнечный фотон, способно производить два или даже более электрона, что становится возможным благодаря процессу, называемому «множественным экситонным воспроизведением» (multiple exciton generation, MEG). Усилия большинства ученых направлены на то, чтобы максимально приблизиться к 100-процентному показателю эффективности процесса, в то время как в рамках рассматриваемого исследования этот уровень удалось даже превзойти. Это показывает, что конструкция на основе фотоэлектрохимических ячеек, описанная исследователями, по показателю квантового выхода намного превосходит эффективность солнечных ячеек на квантовых точках.

Йон Ян полагает, что созданное фотоэлектрохимическое устройство на квантовых точках является важной разработкой, которое является плодом его долговременного интереса к возобновляемым источникам энергии, в особенности — к новым способам применения солнечной энергии.

По его мнению, полученный результат открывает возможность в будущем генерировать больше энергии с использованием более эффективно использующего солнечную энергию подхода. Более того, он полагает, что новая разработка может привести к фундаментальным изменениям в общем прогрессе технологий производства водородного топлива.

Сейчас уже существует возможность получения водородного топлива с использованием обычной, вырабатываемой потребляющими ископаемое топливо электростанциями, электрической энергии. Но рассмотренный первый шаг со столь высокой квантовой эффективностью применения солнечной энергии для получения водорода, делает потенциально возможным прогресс в направлении более экологически чистого способа производства водородного топлива. Ранее уже сообщалось о решении ряда крупнейших компаний инвестировать в развитие и продвижение водородной энергетики почти 11 миллиардов долларов США.

Станет ли новая разработка основой метода получения водородного топлива в будущем?

По материалам sciencedaily.com

20 комментариев Оставить свой

  1. amd212

    Главное цена добычи. Эффективность на втором месте - солнца и места на Земле навалом

  2. SazonDeVal

    В любом случае, никто этим заниматься не будет, нефть - наше всё. (нет)

  3. amd212

    Нет. Это правда, что во всём мире 60% электроэнергии производится на ТЭС. В ТЭСах на первом месте уголь, на втором газ, нефти (мазута) там меньше 5%.

    • 4loveK

      amd212, Ты точно даун , ты хоть прочитал статью ? Кпд 114% , у тэс максимум 40 , обычно не больше 35 (на бумаге) , так что да россиию опять обошли .

      • IvanZbralevich

        4loveK, Квантовая эффективность достигала 114%
        эм
        где здесь КПД?
        КПД даже 100 процентов не может достичь физически из-за потерь
        Ты бы парень перед тем как орать тут и даунами людей называть
        пошел бы физику школьную почитал

        • 4loveK

          IvanZbralevich, На квантовом уровне это не так работает карл , сам пошел бы физику учить .

          • mohavk2

            4loveK, На квантовом уровне не выполняется закон сохранения энергии? Это в какой вселенной?

  4. amd212

    - Штурман, приборы.
    - 16.
    - Что 16?
    - А что приборы?

    • ponchic

      amd212, Тонко

      • amd212

        ponchic, А то.
        Одно дело ТЕС стоимостью 100 миллионов с выходом электроэнергии 200 гигаватт в год и другое дело солнечная станция стоимостью 2.4 миллиарда и выдающая за год 30 гигаватт вместо запроектированных 90.
        Про различие терминов "КПД" и "квантовая эффективность" ей уже объяснили.

  5. Hralain

    а я думал главный вопрос в водородном топливе его опасность

    • ponchic

      Hralain, При сгорании водорода образуется едкое и стабильное химическое соединение - монооксид дигидрогена. Так что это довольно опасно, надо выходить на митинги, нам не нужна экологическая катастрофа.

  6. bpabpa

    Новый способ применения солнечной энергии-- наберите в поисковике "Звёздная батарея"

    • VEnergy

      bpabpa, Их уже продают. Заказал себе на дом 6 штук для пробы.

      • VEnergy

        VEnergy, В Чебоксарах производят

        • bpabpa

          VEnergy, Если не трудно--дайте пожалуйста адрес, куда обратиться. Я в интернете внятного ответа не нашёл Заранее благодарен.

          • VEnergy

            bpabpa, https://smartsystems21.ru/products/category/1888869
            Я брал здесь. Самые дешёвые получаются, плюс скидки если больше 5 штук.
            Эти батареи работают в двух диапазонах -видимом и инфракрасном. КПД на уровне 30%.
            Говорят даже ночью работают, буду проверять))
            Посылка уже в пути.

  7. Victor Zubkov

    Квантовая эффективность не является основным показателем устройства превращения энергии. Очевидно, что устройство может иметь квантовую эффективность, превышающую 100%, но при этом потреблять от дополнительного источника мощность, значительно превышающую мощность падающего излучения. Например, типовой опто-электронный умножитель может иметь квантовую эффективность, намного превышающую 100 %, правда на него подается некоторое питающее напряжение.

  8. bpabpa

    В инете по поводу звёздных батарей сплошная каша и неразбериха. Думаю специально запутывают людей.

    • VEnergy

      bpabpa, Смотрите по моей ссылке, это батареи с инфракрасным диапазоном.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.