Испанские ученые планируют революцию по хранению солнечной энергии
Основным недостатком солнечной энергии является то, что она не может быть произведена по требованию. Можно хранить электричество в батареях, но они большие, тяжелые и с ограниченной автономией.
В поисках более эффективного решения испанские ученые решили подражать растениям, специалистам по накоплению энергии от Солнца.
"Мы создали прототип, способный к искусственному фотосинтезу. Благодаря энергии солнечного света он превращает углекислый газ и воду в топливо " - говорит Хосе Рамон Галан-Маскарос, ученый из Каталонского института химических исследований (ICIQ) в Таррагоне.
В его лаборатории ICIQ один из «искусственных листьев», созданный для сбора энергии солнца, подвергается финальным испытаниям.
Электрохимическая ячейка, представляет собой цилиндрическое устройство, заключенное в полупрозрачную призму, не превышающую банку бобовых. Несколько трубок подают реагенты в свои два отсека, разделенных мембраной, анодом и катодом, в то время как небольшой фотоэлектрический элемент генерирует разность потенциалов между ними.
Молекулы воды (H2O) окисляются на аноде, выделяя газообразный кислород (O2). Сокращение диоксида углерода (CO2) происходит на катоде, что приводит к образованию органических молекул, которые накапливают энергию в своих химических связях; энергия может быть выделена при сжигании этого продукта.
Созданный прототип генерирует, в частности, муравьиную кислоту (H-COOH), соединение, которое в настоящее время не имеет большого коммерческого интереса.
В настоящее время искусственный лист сохраняет около 10% получаемой им световой энергии, эффективность которой в два-три раза выше, чем у растительного листа.
Поскольку процесс является круговым, он имеет практически нулевой углеродный след, в отличие от сжигания ископаемого топлива.
По мнению исследователей, наиболее реалистичным способом использования этих электрохимических солнечных элементов будет мелкомасштабное местное производство топлива - например, в удаленных местах, на автозаправочных станциях или на заводах - но не обязательно на крупных электростанциях.
Искусственный фотосинтез не удаляет углекислый газ из атмосферы, поскольку он производит топливо, которое при сжигании снова выделяет этот парниковый газ. Однако, поскольку процесс является круговым, он имеет практически нулевой углеродный след, в отличие от сжигания ископаемого топлива.
С другой стороны, хотя диоксид углерода является наиболее важным парниковым газом из-за его обилия, его концентрация в атмосфере составляет 0,04%, что незначительно по сравнению с азотом (78%) или кислородом (21). %).
По этой причине искусственный фотосинтез стремится в краткосрочной и среднесрочной перспективе использовать углекислый газ непосредственно в местах его производства: главным образом там, где есть дымоходы, которые концентрируют этот газ.
От лаборатории до промышленности
"Если Европа, не сможем определить размеры этого типа устройства в экспериментальном, а затем и в промышленном масштабе, через десять лет Китай сделает это за нас. Это уже произошло, например, с солнечными батареями", - предупреждают разработчики.
Во всем мире несколько проектов изучают возможность внедрения искусственного фотосинтеза в ближайшие годы.
Это технология, которую итальянский химик Джакомо Луиджи Чиамикян уже предвидел в начале 20-го века.
Учитывая технологическую незрелость литиевых батарей и суперконденсаторов, многие считают это единственно возможным способом хранения чистой энергии.
Всем спасибо за уделенное время.
Поддержите молодой канал, ставьте лайки, подписывайтесь!
Другие статьи на канале: Дайджест за май 20.05.2020
или узнайте, будет ли: ЛДПР. Ежемесячные денежные пособия домохозяйкам