Солнечная энергия 24 часа в сутки
Применение ржавчины для хранения солнечной энергии.
Большая часть инженеров были бы в кошмаре, найдя кроме того малое количество ржавчины на их электронике. Но Kenneth Hardee и Allen Bard такая возможность не пугает.
В собственном рвении к недорогой солнечной энергии, ученые попытались извлечь электрический ток из самого недорогого материала, что они смогли отыскать. И они добились успеха, — под влиянием видимого света, данный материал создаёт маленькой электрический ток.
Это произошло в 1975 году в Техасском Университете в городе Остин. Тогда их открытие выяснилось на обочине, но за последние пара лет вывод научного сообщества изменилось, и это открытие может оказаться ответом многих неприятностей.
Не смотря на то, что оксид железа не имеет возможности соперничать с эффективностью кремния в превращении солнечной энергии в электрическую, он может делать то, чего не имеет возможности кремний, — оказать помощь накапливать энергию солнца.
Изучения солнечной энергетики сфокусированы только на показателях эффективности. Ежедневно, солнце купает отечественную планету в большем количестве энергии, чем мы можем сохранять надежду применять за весь год. Но собрать ее не такая несложная задача.
Кроме того самые продвинутые разработки – солнечные панели ценой в миллионы американских долларов, сделанные из дорогих комбинаций редкоземельных элементов , применяемые Интернациональной Космической Станцией, смогут трансформировать не более 46 процентов солнечной энергии в электрическую, и это в совершенных условиях. Простые показатели значительно меньше. На Земле же, самые недорогие батареи на базе кремния собирают от 15 до 20 процентов солнечной энергии.
Существует критическая потребность в способах накопления излишков солнечной энергии и ее применения ночью. Частично по причине того, что данный источник энергии возможно использован лишь на протяжении его генерирования, он стоит на последнем месте среди всех возобновляемых источников энергии, оставаясь приблизительно в 20 раз дороже, чем энергия ископаемого горючего.
Батареи кажутся самоё очевидным ответом, но их низкая удельная энергетическая концентрация в сочетании с большой ценой совокупностей талантливых питать целый необходимость и дом замены каждые пара лет, делает их дешёвым вариантом лишь для богатых. Лучший путь для хранения солнечной энергии, это применение ее для производства водорода.
Химические связи этого элемента разрешают хранить в 170 раза больше энергии на килограмм, чем стандартные литий-ионные батареи. Водород кроме этого владеет гибкостью: когда вы его взяли, вы имеете возможность применять его самым различным образом. Поместите его в топливные батареи, и вы имеете возможность генерировать электричество по необходимости, рекомбинируя его с кислородам; соедините его с моноксидом углерода и он превратится в метаноловое биологическое топливо; в случае если его верно хранить, его кроме того возможно сжигать как любое второе газообразное горючее.
Наилучшим вариантом было бы открытие какого-нибудь недорогого, проводящего ток материала что имел возможность бы обходить фотоэлементы и просто использовать солнечные фотоны для электролиза воды и генерирования водорода. Кремний не подходит для этих целей, — у его электронов не подходящая энергия удара.
Материалы, каковые имели возможность бы справится с данной задачей, смогут быть созданы из экзотических сплавов. Но редкость и сложность процессов таких материалов сделает солнечные батареи через чур дорогими.
И исходя из этого исследователи начали возвращаться к ржавчине. У оксида железа совершенная энергия удара – 2,1 эВ, это не токсичный самоё главное и материал недорогой. Что еще серьёзнее, данный материал везде изобилен и никак не зависит от политических настроений в мире.
Не обращая внимания на все хорошие качества оксида железа, имеется большое количество неприятностей, каковые ученым предстоит решить. К примеру, теоретические изучения лимита превращения солнечной энергии в водород определяют показатель в 16,8 процентов. Но лишь то, что ржавчина имеет подходящие физические особенности для электролиза воды, не свидетельствует, что данный процесс обязан происходить без посторонней помощи. «На сегодня данный материал не работает достаточно прекрасно», говорит Nate Lewis из Калифорнийского Технологического Университета в Пасадене, «Но это не означает, что мы не вынудим его трудиться как нужно».
Еще одна серьёзная неприятность – взрывоопасность процессов производства водорода. Ученые трудятся над рядом ответов данной неприятности.
К примеру, исследователи из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии сравнительно не так давно применяли наночастицы натрийборгидрида для хранения водорода. В обычных условиях для извлечения водорода эта соль должна быть нагрета до 550 градусов Цельсия, но при применении ноночастиц, достаточно и 50 градусов Цельсия. Это многообещающая разработка для портативного применения водорода.
Учитывая экономические реалии солнечной энергетики, открытие 1975 года не сильный токов в оксиде железа под действием солнечных фотонов смогут стать источником возобновляемой энергии для всей планеты.
Источник: Newscientist
