Дом

Ученые научились улавливать избыток энергии фотонов для производства солнечного топлива

Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) Министерства энергетики США разработали фотоэлектрохимическую ячейку, способную захватывать избыточную энергию фотонов, которая обычно теряется в процессе выработки тепла.

Ученые научились улавливать избыток энергии фотонов для производства солнечного топлива



Используя квантовые точки и процесс под названием множественное генерирование экситонов (MEG), исследователи NREL смогли повысить пиковую внешнюю квантовую эффективность для генерации водорода до 114%. Это могло бы значительно увеличить производство водорода от солнечного света, используя ячейку для разделения воды с более высокой эффективностью и меньшими затратами, чем другие современные фотоэлектрохимические подходы.

Подробная информация об исследовании изложена в научно журнале Nature Energy. Исследователи NREL в 2011 году опубликовали статью в Science, в которой впервые показано, как MEG позволяет солнечной ячейке превышать 100%-ную квантовую эффективность, производя больше электронов в электрическом токе, чем количество фотонов, поступающих в солнечный элемент.

- Главное отличие здесь заключается в том, что мы зафиксировали это усиление MEG в химической связи, а не только в электрическом токе. Мы продемонстрировали, что тот же самый процесс, который производит дополнительный ток в солнечном элементе, может также применяться для получения дополнительных химических реакций или запасенной энергии в химических связях, - отметил один из соавторов исследования Мэтью Бирд.

Максимальная теоретическая эффективность солнечного элемента ограничена тем, насколько энергия фотона может быть преобразована в полезную электрическую энергию, при этом энергия фотона теряется на нагрев полупроводников. Процесс MEG использует преимущества дополнительной энергии фотонов, чтобы генерировать больше электронов, а не выделять тепло. Квантовый точки, которые являются сферическими полупроводниковыми нанокристаллами (диаметром 2-10 нм), усиливают процесс MEG.

Ученые научились улавливать избыток энергии фотонов для производства солнечного топлива

 

В текущем докладе множественные электроны или носители заряда, которые генерируются посредством процесса MEG в квантовых точках, захватываются и хранятся в химических связях молекулы Н2.

Исследователи NREL разработали ячейку, основанную на фотонаноде с квантовыми точками сульфида свинца (PbS). Фотоанод включает в себя слой квантовых точек PbS, нанесенный на диэлектрическую стойку из диоксида титана/фтора, легированную оловом.

 Химическая реакция, вызванная дополнительными электронами, продемонстрировала новое направление в исследовании высокоэффективных подходов к солнечному топливу. опубликовано econet.ru 

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Источник: https://econet.ru/

Комментарии (Всего: 0)

    Добавить комментарий

    Представление, которое мы давно составили о человеке, закрывает нам глаза и затыкает уши Марсель Пруст
    Что-то интересное
      Больше материалов
      Больше материалов