Dwa kawałki futurystycznej techniki przenoszą baterie do następnego poziomu

Wodór jest paliwem przyszłości, a dziś zespół naukowców z Uniwersytetu Stanforda przybliżył nas o krok do wykorzystania wody do zasilania naszych samochodów.

Technika wykorzystuje nanowarstwy wanadanu bizmutu, związku używanego do wytwarzania żółtych pigmentów, i wykorzystuje go jako ogniwo słoneczne do rozdzielania wody na wodór na paliwo. A Yi Cui, chemik z Uniwersytetu Stanforda, nie poprzestał na poprawie podziału wodoru. Pracuje także nad stworzeniem baterii, które będą potrzebne do utrzymania energii generowanej przez energię słoneczną.

„Farmy słoneczne i wiatrowe powinny być w stanie dostarczać całodobową energię do sieci elektrycznej, nawet gdy nie ma światła słonecznego ani wiatru”, mówi Cui. „Będzie to wymagało niedrogich baterii i innych tanich technologii, wystarczająco dużych, aby przechowywać nadwyżkę czystej energii do użytku na żądanie”.

Jednym z głównych problemów związanych z użyciem wodoru jako paliwa jest to, że zwykle wymaga on paliw kopalnych, aby wytworzyć wystarczającą ilość energii, aby zmusić cząsteczki do oddzielenia. W badaniu opublikowanym w Postępy naukowe Cui i jego zespół pokryli 200-nanometrową warstwę wanadanu bizmutu stożkami silikonu i nałożyli go na perowskit, kolejną tanią fotowoltaikę.

W ciągu dziesięciu godzin ogniwo przekształciło energię słoneczną w wodór z około sześcioprocentową wydajnością, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z innymi konwersjami energii słonecznej na wodór.

„Powiedziałbym, że to z pewnością imponujące”, mówi Ian Sharp, badacz fotowoltaiki z Lawrence Berkley National Lab, „ale nie jestem pewien, czy to zmienia grę”. konwersja wydajności i być stabilna przez 20-30 lat, nie tylko w skali godzin. Jednak Sharp mówi, że to zdecydowanie krok we właściwym kierunku.

A Cui mówi, że to urządzenie ma dużo miejsca do ulepszenia. Drugą częścią równania jest bateria do przechowywania energii - prowadząca do przeprojektowania Cui baterii niklowo-cynkowej. Baterie cynkowo-niklowe są stosunkowo tanie w produkcji, ale z czasem jony cynku tworzą łańcuchy na akumulatorze i powodują jego zwarcie. Aby temu zapobiec, Cui i Shougo Higashi, chemik z Toyota Central R&D Labs Inc, rozdzielili elektrody na plastik i obrażali je węglem.

Chociaż to przeprojektowanie pozwala na ładowanie, zespół przeprowadził je tylko przez 800 cykli ładowania. Jest to znacząca poprawa, ale telefon ma od 2000 do 3000 powtórzeń.

Może minąć trochę czasu, zanim te badania zmienią świat energii, ale dzień, w którym możemy zasilać nasze samochody i inne technologie tylko niewielką ilością wody i światła słonecznego, nie będzie w przyszłości zbyt daleko.