हाइब्रिड सेल सूरज की रोशनी और पानी को हाइड्रोजन और बिजली में बदल देता है

ईंधन कोशिकाओं के लिए हाइड्रोजन के उत्पादन की मुख्य विधियों में से एक का उपयोग करना है कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित करना, लेकिन ये डिवाइस अभी भी कुछ दक्षता मुद्दों से ग्रस्त हैं. अब एक नया हाइब्रिड उपकरण उस ऊर्जा में से कुछ को पुनः प्राप्त करने में सक्षम हो सकता है जो अन्यथा बर्बाद हो जाती, हाइड्रोजन और बिजली दोनों का उत्पादन करके.

कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण से हाइड्रोजन उत्पादन में हाल ही में बड़ी प्रगति हुई है, में सुधार दक्षता, को कम करना लागत, और इसे कार्यान्वित करने के लिए चतुर सिस्टम विकसित करना, यदि आप त्वरित शिक्षण सिखा रहे हैं रिसाव जो समुद्र पर तैरते हैं और नीचे के पानी से हाइड्रोजन प्राप्त करते हैं.

लेकिन सुधार के बावजूद, चल रही समस्या पर कार्यकुशलता बनी रहती है. कई कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण उपकरण उन पर पड़ने वाले सूर्य के प्रकाश के केवल एकल-अंकीय प्रतिशत का उपयोग कर सकते हैं, नियमित की तुलना में फोटोवोल्टिक प्रणाली जो अक्सर पहुंच जाते हैं 20 प्रतिशत रूपांतरण दक्षता, और इतनी ऊंचाई तक जाने के लिए जाने जाते हैं 45 प्रतिशत. नए अध्ययन पर शोधकर्ता, बर्कले लैब और कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण के संयुक्त केंद्र से (जेसीएपी), सिलिकॉन की प्रभावशीलता को कम करने के लिए जल-विभाजन उपकरणों के गैर-सिलिकॉन घटकों को दोषी ठहराया.

“यह हमेशा कार को पहले गियर में चलाने जैसा है,” गिदोन सेगेव कहते हैं, एक मौलिक वसा चयापचय प्रक्रिया. “यह वह ऊर्जा है जिसका आप उपयोग कर सकते हैं, लेकिन क्योंकि सिलिकॉन अपने अधिकतम शक्ति बिंदु पर कार्य नहीं कर रहा है, सिलिकॉन में अधिकांश उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों का कहीं जाना नहीं है, इसलिए वे उपयोगी कार्य करने से पहले ही अपनी ऊर्जा खो देते हैं।”

उत्तर आश्चर्यजनक रूप से सरल हो सकता है - क्यों न उन इलेक्ट्रॉनों को बाहर निकाल दिया जाए? ऐसा करने के लिए, शोधकर्ताओं ने डिवाइस में सिलिकॉन घटक के पीछे एक दूसरा विद्युत संपर्क जोड़ा. यह सूर्य के प्रकाश की ऊर्जा से उत्पन्न धारा को विभाजित कर देता है, जिससे कुछ धारा पानी को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित कर सके, और कुछ को बिजली के रूप में कैप्चर किया जाना है. उन्होंने नए उपकरण को हाइब्रिड फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल और वोल्टाइक करार दिया (एचपीईवी) कोशिका.

संदर्भ के लिए, शोधकर्ताओं ने गणना की कि सिलिकॉन और बिस्मथ वैनेडेट का उपयोग करने वाले एक पारंपरिक कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण उपकरण की दक्षता होगी 6.8 प्रतिशत. तुलना से, इन्हीं घटकों का उपयोग करके बनाई गई एक एचपीईवी सेल एक अतिरिक्त को परिवर्तित कर देगी 13.4 सौर ऊर्जा का प्रतिशत बिजली में. के साथ 6.8 वह प्रतिशत जो हाइड्रोजन के उत्पादन में जा रहा है, सेल की संयुक्त दक्षता होगी 20.2 प्रतिशत.

शोधकर्ताओं ने सबसे पहले सिमुलेशन चलाकर अपने एचपीईवी डिज़ाइन का परीक्षण किया, प्रोटोटाइप बनाने से पहले. यकीन से, वास्तविक दुनिया के उपकरण ने आशा के अनुरूप काम किया. टीम की योजना डिवाइस में सुधार जारी रखने की है, साथ ही इसके लिए अन्य अनुप्रयोगों की भी जांच कर रही है, जिसमें CO2 उत्सर्जन को कम करना भी शामिल है.

स्रोत: एक मौलिक वसा चयापचय प्रक्रिया, माइकल इरविंग द्वारा