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人工光合作用能效创新纪录

作者:Colin Jeffrey



随着全球正走向发展可再生能源的新道路,生产像氢这样原料的效率必须提高到一定的高度,这样他们就可以与那些传统能源竞争并试图超过他们。目前,位于墨尔本莫纳什大学的研究者们声称,他们已经创造了一个太阳能装置,该装置能产生创造世界纪录的22%功率的氢气,这将使创造出便宜而又有效率的氢气生产成为现实的重要一步。

多年以来,利用太阳能产生氢气的功率记录持续上升,并且随着科技和技术的进步也变得越来越迅速。即使去年十二月份Gizmag最新报道的一个在当时只有12.3%太阳能制造氢气功率记录,也依然展现了一个在这项纪录上非常强健的10%的提高。

过去几十年,用电解水来产生氢气和氧气的方式已经成为了一种既定的科学技术。然而,由于现实很低的转换率与输入能量的成本对比,通过这种方式产生的氢气比率还不具有商业利益可行性。理想地说,利用太阳能的电解水能够成为生产氢气最好的方式之一,因为它的能量输入成本实际上是零。

然而,这种方式也有缺点,过去太阳能装置的低效率使其装置还止步于最初期的技术,意即并未有大的发展变化。莫纳什大学的研究员们相信,希望在装置自身升级过程中可以不断增强太阳能装置的利用能效。

“对水的电解可以提供便宜、干净并且可以作为永久可持续性燃料的氢气的方式。”领导这项研究的莫纳什化学学院的里昂·司丕莎教授这样说。

为了帮助达到要求的太阳能输入效率,这个团队利用最好的商品级多联结(铟镓磷化物、镓砷化物和锗)可用太阳能电池来确保最大量阳光可被电解转换。

然而,一个更加巨大的对效率的贡献是在材料方面,对膨胀泡沫镍电极的使用增加了可用电解表面区域,他们埋首专注研究的电解液就是简单的本地河水和附加的一点标准Ph缓冲剂,却有着这样高的效率。

这个科技领域的终极限制是该阶段还存在一个悬而未决的巨大争议,且很大程度上需要依靠增加的太阳能电池光能转化要素效率。在这些事物上的进步比如像钙钛矿太阳能电池可能会帮助这个设计,并且与一些其他还没有完全证明它们能力的太阳能电解水的方法相比较,可能会达到那个必要的突破点来颠覆平衡并支持便宜丰富的氢气燃料。

“氢气能够用来在燃料电池里直接产生电。”澳大利亚研究委员会获奖得者荣誉会员(ARC Laureate Fellow)、位于莫纳什的澳大利亚研究委员会卓越电子器材科学中心能源计划的领导者道格·麦克法兰教授这样说。氢气甚至可以被用来当做一种不贵重的能量储存技术,以家用标准储存来自屋顶的太阳能电池的能量。

撰稿:Colin Jeffrey 来源:Gizmag

 

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