Divi futūristisko tehnoloģiju biti aizņem baterijas uz nākamo līmeni

Ūdeņradis ir nākotnes degviela, un šodien Stanfordas universitātes pētnieku komanda ir devusi mums soli tuvāk ūdens izmantošanai mūsu automašīnu darbināšanai.

Tehnoloģijā tiek izmantoti bismuta vanadāta nanolayers, savienojums, ko izmanto, lai iegūtu dzeltenus pigmentus, un izmanto to kā saules elementu ūdens sadalīšanai ūdeņraža degvielā. Un Yi Cui, ķīmiķis no Stanfordas universitātes, nav pārtraucis ūdeņraža sadalīšanu. Viņš arī strādā, lai radītu baterijas, kas būs nepieciešamas, lai noturētu saules enerģijas radīto enerģiju.

„Saules un vēja parkiem jāspēj nodrošināt elektrotīkla enerģiju visu diennakti, pat ja nav saules gaismas vai vēja,” saka Cui. “Tas prasīs lētas baterijas un citas zemu izmaksu tehnoloģijas, kas ir pietiekami lielas, lai saglabātu tīras enerģijas pārpalikumu lietošanai pēc pieprasījuma.”

Viena no lielākajām problēmām, lietojot ūdeņradi kā degvielu, ir tā, ka tā parasti iegūst fosilo kurināmo, lai radītu pietiekami daudz enerģijas, lai piespiestu molekulas atdalīties. Pētījumā, kas publicēts Zinātnes attīstība Cui un viņa komanda aptvēra 200 nanometru bismuta vanadāta slāni ar silikona konusiem un slāņoja to uz perovskītu, vēl vienu lētu fotoelementu.

Vairāk nekā desmit stundu laikā šūna pārvērš saules enerģiju uz ūdeņradi ar aptuveni sešiem procentiem efektivitātes koeficientu, kas ir ievērojams uzlabojums salīdzinājumā ar citām saules enerģijām uz ūdeņradi.

„Es teiktu, ka tas noteikti ir iespaidīgs,” saka Ian Sharp, Lawrence Berkley nacionālās laboratorijas fotoelementu pētnieks, „bet es neesmu pārliecināts, vai tas mainās.” Lai tiešām radītu ietekmi, tam ir jābūt daudz augstākam efektivitātes konversija, un būt stabila 20-30 gadus, ne tikai stundu mērogā. Tomēr Sharp saka, tas noteikti ir solis pareizajā virzienā.

Un Cui saka, ka šai ierīcei ir daudz vietas, lai uzlabotu. Otrā vienādojuma daļa ir akumulators, kas nodrošina jaudas saglabāšanu - tas noved pie Cui cinka-niķeļa baterijas pārveidošanas. Cinka-niķeļa baterijas ir salīdzinoši lētas, bet laika gaitā cinka joni veido ķēdes pāri akumulatoram un izraisa tā īsslēgšanos. Lai to novērstu, Cui un Shougo Higashi, Toyota Central R&D Labs ķīmiķis, atdalīja elektrodus ar plastmasu un apvainoja tos ar oglekli.

Lai gan šī pārprojektēšana ļauj uzlādēt, komanda ir vadījusi tikai 800 atjaunošanas ciklus. Tas ir ievērojams uzlabojums, bet tālrunī ir 2000 līdz 3000 atkārtoti pārstrādāti.

Iespējams, var būt, kamēr šis pētījums maina enerģijas pasauli, bet diena, kad mēs varam izmantot mūsu automašīnas un citas tehnoloģijas tikai nedaudz ūdens un saules gaismā, nākotnē var nebūt pārāk tālu.