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做座美科学家大幅提高分解水分子存储太阳能效率

发布时间:2021-10-09 20:55:15 阅读: 来源:热压机厂家

美科学家大幅提高分解水分子存储太阳能效率

太阳能是取之不尽的清洁能源,借助毛细管效应提高相变物资在多孔介质中蕴藏的可靠性但要充分利用太阳能,需解决如何以较低成本储存太阳能以供随时使用这一关键问题。美国斯坦福大学一个团队10月31告说,他们对通过分解水氯化白腊分子储存太阳能的方法进行了改进,使这种方法的储能效率达到30%,是目前同类方法中最高效的。

这种方法涉及的科学原理并不复杂:首先利用太阳能电池把水分子分解为氧气和氢气,然后在需要时释放上述过程中所储存的化学能,其方式可以是使生成的氧气和氢气重新结合生成水,也可以是在内燃机里燃烧氢气。

这一储能原理早已提出,但如何使其成为高效的工业流程却是一个难题。斯坦福大学一个交叉学科团队在英国《自然通讯》杂志上发表论文说,他们对上述方法做了三方面改进。首先,他们使用的从垂直于蓄电池极板的偏向贯串(钢针逗留在蓄电池中)三结太阳能电池不同于常规硅基太阳能电池。这种太阳能电池由3种不常见半导体材料制成,可以依次吸收太阳光中的蓝光、绿光和红光,将太阳的光能转化为电能的效率提高至39%,而常规硅基太阳能电池的光电转化效率仅为20%左右。

其次,研究人员着重改进了用以分解水分子的催化剂,大幅提高了催化效率。此外,他们将两个相同的电解装置合并起来同时反应,制备出两倍的氢气,而此前这类方法通常只采用一个电解装置。实验表明,改进后的这种方法的储能效率达到30%,超过了24.4%的行业同类方法最高纪录。

斯坦福大学化学工程与光子科学副教授托马斯贾拉米洛说,这项成果距离把分解水分子这项储能技术发展为实用而可持续的工业流程更近了一步,下一步他们将继续研究如何以成本较低的材料和装置取得相似的储能效率。

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