Достаточно легкий искусственный лист, который использует солнечный свет для производства топлива, может быть использован, чтобы положить конец нехватке земли, доступной для поглощения солнечной энергии, и чрезмерному использованию земли, которую в противном случае можно было бы использовать для сельского хозяйства (хотя агровольтаика набирает обороты).
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 угарного газа, которые можно смешивать вместе, образуя топливо, называемое синтез-газом. Исследование было опубликовано в журнале Nature. и я связываю это здесь.
«Это первый в своем роде вариант использования солнечного топлива», — говорит Райснер.
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 угарный газ 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 нанесение тонкой пленки перовскита на индий и полиэстер, покрытый оловом, легко масштабируется, но все еще существуют некоторые проблемы. Прежде всего, два из них, на мой взгляд, немаловажны: во-первых, для коммерческих приложений эффективность должна быть ближе к 10%. Во-вторых, даже если они будут интегрированы в устройство, материалы, использованные в прототипе, могут быть потенциально токсичными для водных путей.
Это явно не умаляет важности открытия: этот искусственный лист, пока еще «незрелый», является отличным доказательством концепции будущих коммерческих устройств.
