cellule hybride tourne la lumière du soleil et de l'eau en hydrogène et l'électricité

L'un des principaux procédés de production d'hydrogène pour piles à combustible est d'utiliser photosynthèse artificielle diviser l'eau en hydrogène et oxygène, mais ces dispositifs souffrent encore de quelques problèmes d'efficacité. Maintenant, un nouveau dispositif hybride peut être en mesure de récupérer une partie de l'énergie qui, autrement, seraient à perdre, en produisant à la fois de l'hydrogène et de l'électricité.

De grands progrès ont été réalisés récemment dans la production d'hydrogène à partir de la photosynthèse artificielle, améliorer la Efficacité, l'abaissement de la Coût, et le développement de systèmes intelligents pour le mettre au travail, comme plates-formes qui flottent sur l'océan et récupèrent l'hydrogène de l'eau en dessous.

Mais en dépit des améliorations, l'efficacité reste problème permanent. De nombreux dispositifs artificiels de photosynthèse ne peuvent utiliser des pourcentages à un seul chiffre de la lumière du soleil qui les frappe, par rapport à régulier systèmes photovoltaïques qui atteignent souvent 20 pour cent des rendements de conversion, et ont été connus pour obtenir le plus haut 45 pour cent. Les chercheurs sur la nouvelle étude, de Berkeley Lab et le Joint Center for Artificial Photosynthèse (JCAP), accusé les composants non-silicium des dispositifs de séparation de l'eau pour faire baisser l'efficacité du silicium.

“Il est comme toujours courir une voiture en première vitesse,” dit Gideon Segev, auteur principal de l'étude. “Cette énergie que vous pourriez récolter, mais parce que le silicium est de ne pas agir à son point de puissance maximale, la plupart des électrons excités dans le silicium ont nulle part où aller, ils perdent leur énergie avant qu'ils ne soient utilisés pour faire un travail utile.”

La réponse est peut-être étonnamment simple - pourquoi ne pas simplement laisser ces électrons sur? Faire cela, les chercheurs ont ajouté un second contact électrique à l'arrière du composant de silicium dans le dispositif. Cela divise le courant produit par l'énergie de la lumière du soleil, permettant à une partie du courant de séparer l'eau en hydrogène et oxygène, et certains à capturer l'électricité. Ils surnommé le nouveau dispositif hybride et un photoélectrochimique voltaïque (HPEV) cellule.

Pour référence, les chercheurs ont calculé que un dispositif de photosynthèse artificielle classique en utilisant vanadate de bismuth et de silicium aurait une efficacité de 6.8 pour cent. Par comparaison, une cellule HPEV en utilisant ces mêmes fait composants convertirait un supplément 13.4 pour cent de l'énergie solaire en électricité. Avec le 6.8 pour cent ce qui se passe dans la production d'hydrogène, la cellule aurait une efficacité combinée de 20.2 pour cent.

Les chercheurs ont d'abord testé leur conception HPEV par des simulations, avant de construire un prototype. Assez sur, l'appareil dans le monde réel a travaillé comme espéré. L'équipe prévoit de continuer à améliorer le dispositif, ainsi que d'autres applications pour enquêter sur ce, y compris la réduction des émissions de CO2.

La source: newatlas.com, par Michael Irving