Довольно легкий искусственный лист, который использует солнечный свет для создания топлива, может быть использован для того, чтобы положить конец нехватке земли, доступной для поглощения солнечной энергии, и злоупотреблению землей, которая в противном случае могла бы использоваться для сельского хозяйства (хотя и сильно).
В отличие от фотогальваники, солнечные элементы преобразуют солнечный свет в топливо, а не в электричество. Исследователи давно пытались воспроизвести фотосинтез в растениях с помощью синтетического процесса, в котором для производства топлива используются углекислый газ, вода и солнечный свет. Однако сегодня существующие технологии все еще неэффективны или слишком сложны, настолько, что они ограничены материком, где пространство ограничено.
Плавающий «солнечный лист»
Эрвин Рейснер из Кембриджского университета и его коллеги разработали солнечный топливный элемент, изготовленный из свинцового перовскита, типа кристалла, способного улавливать энергию света. Ячейка производит пузырьки водорода и окиси углерода, которые можно смешать вместе, чтобы сформировать топливо, называемое синтетическим газом. Исследование было опубликовано в журнале Nature, и я связываю это здесь.
«Это первый в своем роде источник солнечного топлива», — говорит Рейснер.
Есть много важных разработок и для плавучих фотоэлектрических систем, и мы просто подумали, что что-то очень похожее можно сделать и для топлива.
Прототип устройства представляет собой квадрат шириной 10 сантиметров и толщиной один миллиметр. В ходе испытаний, проведенных на реке Кэм в Кембридже, он произвел водород. с КПД 0,58% и по окисью углерода с КПД 0,0053%. По словам Рейснера, при сравнении грамм за грамм его производительность была очень похожа на современные солнечные элементы.
Как делают такую водяную лилию?
Производственный процесс, который, как уже упоминалось, включает в себя нанесение тонкой пленки перовскита на полиэфир, покрытый индием и оловом, легко масштабируется, но все же есть некоторые проблемы. Два из них, на мой взгляд немаловажные: во-первых, КПД должен быть ближе к 10% для коммерческих приложений. Во-вторых, даже если они будут интегрированы в устройство, материалы, использованные в прототипе, потенциально могут быть токсичными для водных путей.
Это явно не умаляет важности открытия: этот искусственный лист, пока еще «незрелый», является отличным доказательством концепции будущих коммерческих устройств.
