Kan du gemme solenergi i rust og vand?

Hvad hvis du kun kunne køre en bil på kun gårdsafklip og udløbet sodavand?

Hvad hvis du kunne fange solens energi i rust og derefter konvertere den til brint?

Efterhånden som olie bliver dyrere og miljøaspekterne ved mineprocesser som fracking udfordres, kapløbet om at finde billig og ren energi er i gang. Nogle gange bliver energi -brainstorming lidt skør (som den første idé, som du gerne vil prøve). Sidstnævnte idé, imidlertid, er ikke den vanvittige tanke om en gal videnskabsmand. Det er faktisk den meget rationelle proces for nogle ekstremt intelligente og decideret fornuftige forskere. Endnu bedre, de gjorde det billigt.

Ideen om at skabe brint fra solenergi har faktisk eksisteret et stykke tid. Forskere fra Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz fandt oprindeligt en måde at producere brint fra bare vand i 1990'erne. Selvom det lyder som at sprænge vandmolekyler og omdanne dem til brint og ilt, ville det være et rod af videnskabelig jargon, det er faktisk ret let at forstå. I det væsentlige, det er bare at bruge en halvleder, der skaber reaktionen for at generere ilt og en solcelle, der derefter frigør brintet. Og, selvfølgelig, vi kan ikke glemme de altafgørende elektroner. Eller lyset. (Bare rolig, vi går mere ind på det på den næste side.)

Som vi har sagt, det schweiziske kontingent havde allerede lykkedes denne proces for to årtier siden. Men i 2012, de gav sig selv udfordringen med at gøre det uden ekstremt dyrt udstyr. Hvor dyrt? Et amerikansk team formåede at lave et lignende produkt, der producerede en effektivitet på 12,4 procent - et stort antal, da det betyder, at de var i stand til at konvertere 12,4 procent af sollyset til brint. Desværre, produktet oversat til en gisp-inducerende $ 10, 000 pr. 10 kvadratcentimeter overfladeomkostninger [kilde:Pousaz]. Ikke ligefrem konkurrencedygtige forbrugerpriser.

Så hvorfor i al verden forudsiger forskerne optimistisk, at de kan oprette en prototype på 10 procent effektivitet til en pris af $ 80 pr. Kvadratmeter [kilde:Pousaz]?

Den (Rusty) Nitty-gritty

Så nu hvor vi har fastslået, at - ja - vi kan lagre solenergi i rust og vand, vi skal nok bakke lidt op og forklare mere om, hvordan forskere i Schweiz faktisk fik det til at ske.

Som vi sagde, enheden indeholder en oxid-halvleder og en farvesensitiveret solcelle. Det ilt udvikling (processen med at få molekylært oxygen fra en kemisk reaktion) sker på rustfotoanoden (hvor strømmen strømmer ind) og brint evolution sker på katodesiden af ​​enheden (hvor strømmen strømmer ud). Når disse reaktioner opstår, elektronerne er fanget i den farvesensibiliserede celle, hvor de skaber en ladning, og hydrogenet kan ekstraheres fra vand. Og voila - energi lagres.

Men som vi sagde, prisen, ikke processen, har længe udgjort den største udfordring. I stedet for at bruge en fancy halvleder (som starter iltudviklingen), holdet besluttede sig for billigt, let at finde rust. Desværre, rust er også en temmelig frygtelig halvleder. Forskere ved Israel Institute of Technology (Technion) forsøger også at løse dette problem, ved at skabe et ultratyndt lag rust i en solcelle, der kombinerer mere effektivt halvleder -silicium [kilde:Focus]. Ligeledes, den rust, EPFL -forskere bruger, er faktisk designerjernoxid, med siliciumoxid tilsat, derefter malet med et lag aluminium og koboltoxid, der forbedrer reaktionsevnen.

Det betyder, at forskere har fundet en måde at producere elektricitet og brint, der kan opbevares til brug når som helst - ikke kun når solen skinner.

Ret sejt, hva '? Tænk over det, mens du klipper græsplænen og slugter sodavand.

Fotoelektrokemisk nysgerrighed vakte? Du kan se denne korte video fra EPFL -folkene.

Masser mere information

Forfatterens note:Kan du gemme solenergi i rust og vand?

Det er temmelig spændende at tænke på, at videnskaben om at bruge solenergi - som altid har været mærket Energy of the Clean Future - faktisk gør store fremskridt. Og mens du får et stort billede af effektiviteten af ​​det, er en ting, det er en anden for forskere at dedikere sig til at lave en billig version, som forbrugerne rent faktisk kan bruge. Måske vil ideen blive ved med at og jeg kan endelig få den bil, der kører på udløbet sodavand.

relaterede artikler

• Sådan fungerer brintøkonomien
• Sådan fungerer brændselsceller
• Er der en måde at få solenergi om natten?
• Sådan fungerer solceller
• Hvordan hjælper solenergi miljøet?

Kilder

• Fokus. "At gøre rust til guld:Solenergi gennembrud." Israel Institute of Technology. 12. november kl. 2012. (3. januar, 2013) http://www.focus.technion.ac.il/Feb11/newsStory.asp?id=202
• NLAB Solar. "Farvesensibiliserede solceller." NLAB Solar. 2012. (3. januar, 2013) http://www.nlabsolar.com/dye-sensitized-solar-cells
• Pousaz, Lionel. "Brug af rust og vand til at lagre solenergi som brint." École Polytechnique Fédérale de Lausanne. 11. november kl. 2012. (3. januar, 2013) http://actu.epfl.ch/news/using-rust-and-water-to-store-solar-energy-as-hydr/