Новые солнечные панели генерируют водород и электричество одновременно

В непрерывном стремлении к обильным возобновляемым альтернативным источникам энергии учёные создали солнечные панели, которые производят водород с помощью искусственного фотосинтеза, при котором происходит разделение воды на водород и кислород. Традиционные процессы безуспешно пытались использовать оптические, электронные и химические свойства материалов таким образом, чтобы метод генерации был эффективным, но теперь исследователи из Berkeley Lab создали рецепт, который мог бы полностью обойти ограничения, которые есть в текущих материалах.

Команда создала искусственное фотосинтетическое устройство под названием «гибридная фотоэлектрохимическая и вольтовая клетка (HPEV cell) », которая превращает солнечный свет и воду в два вида энергии: водородное топливо и электричество. Существующие устройства искусственного фотосинтеза могут использовать только небольшой процент от падающего на панели солнечного света. Ведущий автор исследования Гидеон Сегев рассказывает: «Это похоже на то, что автомобиль всегда работает только на первой передаче. Это энергия, которую вы можете собрать, но поскольку КПД кремния оставляет желать лучшего, большинству возбужденных электронов в кремнии просто некуда идти, поэтому они теряют свою энергию, прежде чем будут использованы для полезной работы».

Решение нового устройства состоит в том, чтобы просто вывести эти электроны до того, как они потеряет свою энергию. Исследователи добавили второй электрический контакт к задней части кремниевого компонента в устройстве, который разделяет ток, создаваемый энергией солнечного света, и позволяет некоторым из этих электронов разделять воду на водород и кислород, а некоторым — использоваться на создание электричества. Предыдущие устройства для искусственного фотосинтеза имели эффективность 6,8%. По словам Сегева, новый проект имеет общую эффективность 20,2 %.

Команда инженеров заявляет, что планирует продолжить совершенствование устройства. Конечно, дизайн устройства вызывает много вопросов, таких как: почему бы просто не хранить дополнительную энергию в батареях, а не использовать для производства водорода?Несмотря на подобного рода вопросы, водород будет играть большую роль в будущем энергетическом балансе мира, поэтому любые шаги по повышению эффективности его производства сейчас являются хорошей инвестицией в будущее.