Нов метод за производство на електроенергия от вода

Учените използват слънчевата светлина може да преобразуват морска вода (H2O) в водороден пероксид (Н2О2), които могат да използват горивни клетки за производство на енергия. Този първи метод за производство на водороден пероксид чрез фотохимично катализа, което показва относително висока ефективност, което позволява широкото използване на горивни клетки за Н2О2.

"Най-изобилен ресурс в света, морската вода, се използва за гориво под формата на водороден пероксид", - каза Fukuzumi.

Най-голямото предимство на течност водороден пероксид (Н2О2), се използва вместо на газ водород (Н2), която днес се използва в повечето горивни клетки, е, че течност с висока плътност е много по-лесно да се съхранява. Обикновено, водород газ трябва първо да компресира и, в някои случаи, охлажда се до течно състояние при криогенни температури. За разлика от този подход, с висока плътност течност пероксид е много по-удобно и по-безопасно за съхранение и транспорт.

Проблемът се крие във факта, че до този момент не е разработен ефективен метод за получаване на течен фотокатализация пероксид. Има начини да се произвеждат H2O2 без използването на слънчева светлина, но те се нуждаят от толкова много енергия, че се губи всякакво чувство за тяхното практическо приложение.

Изследователите са разработили нов photoelectrochemical клетъчно-базирани слънчева клетка, която продуцира водороден пероксид. Когато слънчева светлина пада на фотокатализатора започва да абсорбира енергията на фотони и го използва за иницииране на химическа реакция (окислението и намаляването на съдържанието на кислород морска вода), което в крайна сметка води до водороден пероксид.

След излагане на светлина клетката в продължение на 24 часа, концентрацията на пероксид в морската вода е около 48 милимоларен, далеч над стойностите, получени в предходните експерименти, в чиста вода, около 2 милимоларен. Изследване на причината за такава голяма разлика, изследователите са открили, че отрицателно зареден хлор в морска вода значително подобрява процеса на фотохимично катализа, осигурявайки получаването на по-висока концентрация на прекис.

Вижте също: New каталитичен конвертор ви позволява да използвате водород като съхранение на слънчева и вятърна енергия

Като цяло, системата е с ефективност на преобразуване на слънчевата енергия в електричество 0.28%. Фотокаталитичен производство пероксид от морска вода има ефективност на 0,55% и ефективността на горивната клетка около 50 процента.

Докато цялостната ефективност сравнява благоприятно с други преобразователи на слънчевата светлина в електричество, все пак е значително по-ниска от изпълнението на конвенционални слънчеви клетки. Учените очакват, че това ще бъде възможно да се увеличи производителността в бъдеще в резултат на използването на photoelectrochemical клетката на нови материали. Те също така планират да се намерят начини за намаляване на производствените разходи.

"В бъдеще планираме да се разработи метод за производство в големи мащаби на H2O2 от морската вода на ниска цена - каза Fukuzumi. - Той ще замени текущия скъп метод за получаване на пероксид от водород и кислород ".