Исследователи из Института нанотехнологий MESA+ Университета Твенте значительно повысили эффективность технологии, используемой для производства солнечного топлива. Это включает в себя прямое преобразование энергии солнечного света в пригодное для использования топливо (в данном случае водород). Используя только материалы, богатые землей, они разработали самый эффективный на сегодняшний день метод преобразования. Хитрость заключалась в том, чтобы отделить место, где улавливается солнечный свет, от места, где происходит реакция конверсии. Это исследование было опубликовано сегодня в журнале Nature Energy.
Исследователи по всему миру работают над разработкой технологии солнечного топлива. Это включает в себя производство устойчивого топлива с использованием только солнечного света, CO2 и воды, основных ингредиентов, используемых растениями. Группа исследователей из исследовательского института MESA+ Университета Твенте работает над устройством, работающим на солнечной энергии и производящим водород. В настоящее время они добились крупного прорыва в этой области фундаментальных исследований. Используя богатые землей материалы (то есть избегая использования дефицитных и дорогих драгоценных металлов), они разработали самый эффективный на сегодняшний день метод преобразования света в водород. Система состоит из кремниевых микропроводов длиной менее одной десятой миллиметра, вершины которых покрыты катализатором. Фотоны (частицы света) собираются между микропроводами. Химическая реакция, при которой образуется водород, происходит на катализаторе на концах микропроводов.
Развязка
Изменяя плотность и длину микропроводов, исследователи в конечном итоге добились максимальной эффективности 10.8 процентов. Им удалось добиться этого, отделив место, где собираются фотоны, от места, где происходит реакция конверсии. Это необходимо, потому что катализаторы обычно отражают свет. Тем не менее, чтобы сделать преобразование максимально эффективным, вы хотите, чтобы они поглощали как можно больше света. Важно добиться такой развязки на микроуровне, потому что на больших масштабах проводимость кремниевых микропроводов становится ограничивающим фактором.
проф. Юрриан Хаскенс, один из исследователей, утверждает, что 10,8% - это самый высокий КПД для конструкции на основе кремния. Однако для того, чтобы сделать технологию экономически жизнеспособной, необходимо дальнейшее повышение эффективности - до пятнадцати процентов.