Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Pin lai biến ánh sáng mặt trời và nước thành hydro và điện   31-10-2018
Một trong những phương pháp sản xuất hydro chính cho tế bào nhiên liệu là sử dụng quá trình quang hợp nhân tạo để tách nước thành hydro và oxy nhưng những thiết bị này vẫn gặp phải một số vấn đề về hiệu suất. Nay một thiết bị lai mới có thể lấy lại một phần năng lượng mà nếu không sẽ bị lãng phí đó bằng cách tạo ra cả hydro và điện.


Thiết bị lai mới có thể sử dụng quang hợp nhân tạo để tách nước thành hydro và oxy và giữ một phần năng lượng dôi dư dưới dạng điện năng (Ảnh: Sashkin7/Depositphotos)

Nhiều bước tiến lớn gần đây đã được thực hiện trong sản xuất hydro từ quá trình quang hợp nhân tạo, cải thiện hiệu suất, giảm chi phí và phát triển các hệ thống thông minh hơn để giúp nó hoạt động được như giàn khoan nổi trên đại dương và thu hoạch hydro từ nước bên dưới.

Nhưng bất chấp cải tiến, hiệu suất vẫn là vấn đề hiện hữu. Nhiều thiết bị quang hợp nhân tạo chỉ có thể sử dụng ánh sáng mặt trời đập vào chúng với tỷ lệ duy nhất một con số trong khi các hệ thống quang điện thông thường thường đạt hiệu suất chuyển đổi 20% và đã được chứng minh có thể đạt tới 45%. Các nhà khoa học trong nghiên cứu mới từ Phòng thí nghiệm Berkeley và Trung tâm chung về quang hợp nhân tạo (JCAP) đổ lỗi cho các thành phần phi silic của thiết bị tách nước làm giảm hiệu quả của silic.

“Nó giống như liên tục chạy một chiếc xe hơi bằng số 1. Đây là năng lượng mà bạn có thể thu hoạch được nhưng vì silic không hoạt động ở mức tối đa nên hầu hết các electron bị kích thích trong silic không có nơi nào để đi, do đó, chúng mất năng lượng trước khi chúng được sử dụng để làm công việc hữu ích”, tác giả chính của nghiên cứu Gideon Segev cho biết.

Câu trả lời có thể đơn giản đến ngạc nhiên - tại sao không tách những electron đó ra? Để làm điều đó, các nhà nghiên cứu đã thêm một phần tiếp xúc điện thứ hai vào mặt sau của thành phần silic trong thiết bị. Phần này tách dòng điện được tạo ra bởi năng lượng của ánh sáng mặt trời, cho phép một phần dòng điện phân tách nước thành hydro và oxy và một phần được giữ lại dưới dạng điện năng. Họ đặt tên cho thiết bị mới là tế bào lai điện và quang điện hóa (HPEV).

Các nhà nghiên cứu đã tính toán được rằng một thiết bị quang hợp nhân tạo thông thường sử dụng silic và bismuth vanadate có hiệu suất là 6,8%. Để so sánh, một tế bào HPEV được chế tạo bằng những thành phần tương tự này sẽ chuyển đổi thêm 13,4% năng lượng mặt trời thành điện năng. Cùng với 6,8% được sử dụng để sản xuất hydro, tế bào sẽ đạt hiệu suất kết hợp là 20,2%.

Đầu tiên các nhà nghiên cứu thử nghiệm thiết kế HPEV bằng cách chạy mô phỏng máy tính trước khi xây dựng nguyên mẫu. Như dự đoán, thiết bị thực tế hoạt động đúng như kỳ vọng. Nhóm nghiên cứu hiện đang có kế hoạch tiếp tục cải tiến thiết bị cũng như tìm thêm các ứng dụng khác cho nó bao gồm giảm lượng khí thải CO2.

LH (New Atlas) 

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập