Solárny supercapacitor vyrába nízkonákladovú elektrinu a vodíkový plyn

ZEITGEIST: MOVING FORWARD | OFFICIAL RELEASE | 2011 (Apríl 2019).

Anonim

UCLA vynález zachytáva energiu Slnka a premieňa ho na elektrinu alebo vodíkový plyn

Gary Elinoff, prispievajúci spisovateľ

Solárna a veterná energia je v celosvetovom meradle bohato dostupná, ale veľkým problémom je problém s ukladaním. Mechanické zariadenia, ako sú zotrvačníky, sú neefektívne. Lítium-iónové batérie sa ťažko vyrábajú a sú objemné a, ako sa v správach vyskytujú príliš často, sú nestabilné, náchylné na zachytenie ohňa a výbuch. A superkondenzátory, nová hviezda na scéne, zatiaľ nemôžu skladovať dostatok energie pre svoju veľkosť a hmotnosť.

Zadajte vodík

Jedným z možných spôsobov skladovania elektrickej energie je premeniť ho na vodíkový plyn, ktorý sa môže neskôr použiť ako palivo pre palivový článok. Skvelá vec o palivových článkoch poháňaných vodíkom je to, že ich jediným "výfukom" je voda, čo z nich robí skoro ekologicky dokonalý zdroj energie pre elektroniku alebo možno aj pre elektrické vozidlá.

Vedci v UCLA vyvinuli prístroj, ktorého čelný koniec je solárny článok, ktorý dokáže zachytávať energiu zo slnečných lúčov a buď ju uložiť priamo do superkapacitora ako elektrinu, alebo ho previesť na prvok vodík - akýsi technologický dva pre jedného, Ako je znázornené na ľavej strane obrázka nižšie, elektrický výkon solárneho článku sa môže použiť na nabíjanie vnútorného superkapacitora. Na pravej strane sa slnko, ktoré slnkom vyžaruje solárny článok, rozdeľuje vodu na svoje komponenty a generuje vodíkový plyn.

Zariadenie môže fungovať ako supercapacitor alebo ako generátor plynu H2. Zdroj obrazu: Materiály pre skladovanie energie.

Vodík je často nepochopený ako ekologické palivo. Ak by elektrické vozidlo malo byť poháňané vodíkom, je pravda, že "výfuk" by obsahoval iba neškodnú vodu. Ale ako uviedol UCLA postdoc Maher El-Kady, ktorý pracoval na projekte UCLA, väčšina používaných vodíkov po celom svete sa vyrába s využitím zemného plynu v procese, ktorý uvoľňuje do ovzdušia veľa oxidu uhličitého. Ale keď sa vodík vyrába z elektrickej energie dodávanej cez solárne články, ako tu je, nedochádza k žiadnemu znečisteniu pri výrobe vodíka, rovnako ako nie je znečistenie spôsobené jeho používaním ako palivo.

Ako uviedol profesor Richard Kaner, vedúci projektu v UCLA, ktorý spája solárne články, superkondenzátory a vodík rozdeľujúci vodu do jedného balíka, je podobný tomu, "čo bolo prvýkrát spojený telefón, webový prehliadač a kamera smartphone. " Podľa spoločnosti Kaner je potrebné, aby ľudia poháňali svoje vozidlá a elektrickú energiu, aby mohli prevádzkovať svoje zariadenia. S novým vynálezom môžete vyrábať elektrickú energiu aj palivo jedným zariadením.

Ako je znázornené nižšie, zariadenie vyrobené v UCLA je pomerne malé, ale pretože je prirodzene lacné produkovať, môže byť ľahko rozšírené podľa potreby.

Zdroj obrázku: UCLA.

"Ak by ste mohli premeniť elektrickú energiu na vodík, môžete ju uložiť na neurčito, " povedal profesor Kaner. Bez ohľadu na to, ako dlho sú uložené, vodík zostáva vodíkom, rovnako ako olej je vždy olej. Toto je na rozdiel od napájania uloženého v batérii, ktorá sa okamžite rozptýli.

Umožnená nanotechnológiou

Elektródy v tomto novom zariadení sú tvorené nanometrami, ktoré majú hrúbku jedného atómu. To umožňuje zabaliť obrovské množstvo elektród v malom objemovom priestore. Z tohto dôvodu môže byť relatívne obrovské množstvo elektrickej energie uložené v subkapacitnej nadkapacitore a v jednotke na rozdeľovanie vody môže byť vytvorené vysoké množstvo vodíka. Hlavnými elementárnymi zložkami zariadenia sú nikel, železo a kobalt, ktoré sú lacné a ľahko ovládateľné, na rozdiel od nepríjemného lítia.