Oamenii de știință din Japonia au demonstrat un nou reactor de dovadă a conceptului care poate recolta combustibil hidrogen regenerabil din lumina soarelui și apă.
Noul reactor de 100 de metri pătrați folosește foi fotocatalitice pentru a separa atomii de oxigen și hidrogen găsiți în moleculele de apă, sifonând astfel hidrogenul pentru a fi folosit ca combustibil.
În timp ce tehnologia rămâne la început, oamenii de știință din spatele cercetării spun că, dacă pot fi dezvoltați fotocatalizatori mai eficienți, descoperirea lor ar putea permite producerea de combustibil ieftin și durabil pe bază de hidrogen pentru a satisface diferitele nevoi de energie. Ei și-au publicat concluziile pe 2 decembrie în jurnal Frontiere în știință.
„Diviziunea apei determinată de lumina soarelui folosind fotocatalizatori este o tehnologie ideală pentru conversia și stocarea energiei solare în chimie, iar evoluțiile recente în materiale și sisteme fotocatalitice ridică speranțe pentru realizarea acesteia”, autorul principal. Kazunari Domenprofesor de chimie la Universitatea Shinshu din Japonia, a spus într-o declarație. „Cu toate acestea, rămân multe provocări”.
După ce sunt expuși la lumină, fotocatalizatorii stimulează reacțiile chimice care descompun moleculele de apă în părțile lor constitutive. Cu toate acestea, majoritatea catalizatorilor „într-un singur pas” existenți – care descompun apa în hidrogen și oxigen dintr-o singură mișcare – sunt extrem de ineficienți, lăsând majoritatea combustibilului cu hidrogen să fie rafinat folosind gaz natural, un combustibil fosil.
Înrudit: „Sfântul Graal” al tehnologiei solare se pregătește să trimită „siliciul nesustenabil” istoriei
Pentru a căuta o cale de peste acest impas, cercetătorii din spatele noului studiu au investigat un fotocatalizator care folosește un proces mai sofisticat în două etape, cu o etapă care separă oxigenul și următoarea etapă eliminând hidrogenul.
Crearea unui fotocatalizator pentru acest proces a permis oamenilor de știință să-și construiască prototipul de reactor, care a funcționat timp de trei ani și a funcționat și mai bine folosind lumina reală a soarelui decât lumina ultravioletă folosită în laborator.
„În sistemul nostru, folosind un fotocatalizator sensibil la ultraviolete, eficiența conversiei energiei solare a fost de aproximativ o ori și jumătate mai mare în lumina naturală a soarelui”, primul autor. Takashi Hisatomiun cercetător de la Universitatea Shinshu, a declarat în declarație. „Lumina solară standard simulată folosește un spectru dintr-o regiune de latitudine puțin înaltă. Într-o zonă în care lumina naturală a soarelui are mai multe componente cu lungime de undă scurtă decât lumina solară de referință simulată, eficiența conversiei energiei solare ar putea fi mai mare.”
În ciuda acestor câștiguri promițătoare, eficiența reacției este încă prea scăzută pentru utilizare comercială.
„În prezent, eficiența sub lumina soarelui standard simulată este în cel mai bun caz de 1% și nu va atinge o eficiență de 5% sub lumina naturală a soarelui”, a spus Hisatomi.
Pentru a face pași importanți pentru a crește eficiența, oamenii de știință au cerut altora să creeze fotocatalizatori mai buni și reactoare mai mari. Lucrările privind siguranța vor fi, de asemenea, vitale: rafinarea combustibilului cu hidrogen produce, de asemenea, produsul secundar exploziv, oxigen, care poate fi eliminat în siguranță în procesul în două etape.
„Cel mai important aspect de dezvoltat este eficiența conversiei energiei solare în energie chimică prin fotocatalizatori”, a spus Domen. „Dacă este îmbunătățit la un nivel practic, mulți cercetători vor lucra serios la dezvoltarea tehnologiei de producție în masă și a proceselor de separare a gazelor, precum și la construcția de instalații la scară largă. Acest lucru va schimba, de asemenea, modul în care mulți oameni, inclusiv factorii de decizie politică, se gândesc la conversia energiei solare și accelerarea dezvoltării infrastructurii, legilor și reglementărilor legate de combustibilii solari.”
Comentarii recente