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新型智能设备:低成本、高效率地利用太阳能制氢!


发布时间:

2022-04-10

【概要描述】传统的矿物燃料例如石油和煤,都属于不可再生资源,经过亿万年才干构成,短期内无法恢复。随着大范围的开发应用,其储量会越来越少,最终面临干涸。此外,矿物燃料熄灭后会产生大量有害气体和温室气体,不只会污染环境,还会形成温室效应。为了减少关于矿物燃料的依赖,人类正在探究各种新能源,例如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们可循环再生,取之不尽,用之不竭,而且清洁环保。

    传统的矿物燃料例如石油和煤,都属于不可再生资源,经过亿万年才干构成,短期内无法恢复。随着大范围的开发应用,其储量会越来越少,最终面临干涸。此外,矿物燃料熄灭后会产生大量有害气体和温室气体,不只会污染环境,还会形成温室效应。为了减少关于矿物燃料的依赖,人类正在探究各种新能源,例如太阳能、水能、风能、生物质能、波浪能、潮汐能、海洋温差能、地热能等。它们可循环再生,取之不尽,用之不竭,而且清洁环保。

    此外,氢气也被以为是一种十分重要的新一代清洁能源。氢气熄灭的产物是水,不会对环境形成任何污染。同时,氢气熄灭的热值高居各种燃料之冠,据测定,每千克氢熄灭放出的热量为1.410^8J,为石油热值的3倍多。氢气可经过风能或者太阳能电解水的方式持续消费。消费出的氢气可存储起来,用于氢燃料电池汽车或者依据需求转化为电力。

    但是关于研讨人员来说,让氢气在大范围应用时变得牢靠且廉价,是一项极具应战性的任务。高效的太阳能制氢需求稀有且昂贵的资料(无论是对太阳能电池还是催化剂来说),来采集能量然后再转化这些能量。近日,瑞士洛桑联邦理工学院可再生能源科学与工程(LRESE)实验室的科学家们提出一个想法:以低本钱的方式在给定区域汇集太阳辐射以生成大量氢气。他们开发出一种改良的光电化学系统,运用时分离汇集的太阳光以及智能热管理系统,能以17%转化率以及史无前例的功率和电流密度,将太阳能转化为氢气。此外,他们的技术稳定,并能够应对日常太阳辐射的随机动态变化。前不久,他们的研讨成果发表在《自然能源(Nature Energy)》期刊上。论文合著者之一的 Saurabh Tembhurne 表示:"在我们的设备中,一薄层的水用于冷却太阳能电池。系统的温度坚持相对较低,使太阳能电池能够表现出更好的性能。"

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