211service.com
Billig brint fra sollys og vand
Ved at gøre et solcellemateriale mere modstandsdygtigt, kan forskerne have fundet en måde at gøre kunstig fotosyntese - det vil sige at bruge sollys til at lave brændstof - billig nok til at konkurrere med fossile brændstoffer.
Hvis du vil have brint til at drive en motor eller en brændselscelle, er det langt billigere at få det fra naturgas end at lave det ved at spalte vand. Solenergi kunne dog konkurrere med naturgas som en måde at fremstille brint på, hvis solenergiprocessen var et sted mellem 15 og 25 procent effektiv, siger det amerikanske energiministerium. Selvom det er mere end dobbelt så effektivt som nuværende tilgange, forskere ved Stanford University har for nylig udviklet materialer, der kunne gøre det muligt at ramme det mål. Arbejdet er beskrevet i journalen Videnskab .
En måde at fremstille brint ved hjælp af sollys er at bruge et solpanel til at lave elektricitet og derefter bruge denne elektricitet til at drive en kommerciel elektrolysator, der spalter vand og danner brint og ilt. Men at kombinere solpanelet og elektrolysatoren i én enhed kan være billigere og mere effektivt. De elektroner, der produceres, når lys rammer et fotovoltaisk materiale, kunne lette kemiske reaktioner, og kapitalomkostningerne for en maskine ville sandsynligvis være lavere end prisen på to (se Et grønnere 'kunstigt blad', Sun Catalytix Seeks Second Act with Flow Battery og Artificial Fotosynteseindsats tager rod).
I nogen tid har forskere vidst, at man kunne nærme sig 15 til 25 procent effektivitet, hvis man kombinerede to solcellematerialer i et sådant system. En solcelle ville drive halvdelen af den vandsplittende reaktion - danne brint. Den anden kunne danne ilt.
Brintdelen er stort set løst nu, men forskere har haft problemer med ilthalvdelen. De mest effektive solcellematerialer til denne reaktion (silicium f.eks.) korroderer hurtigt. Stanford-forskerne opdagede, at de kunne få silicium til at holde i dagevis, i stedet for blot et par timer, ved at belægge det med et beskyttende lag af nikkel på kun to milliarder af en meter tykt. Materialerne spaltede vand i tre dage, før forskerne stoppede eksperimentet for at undersøge materialerne for skader. De fandt ingen.
Andre materialer - såsom metaloxider - kan holde så længe, men de spalter vand meget langsomt. De nye materialer er en størrelsesorden hurtigere, siger John Turner , en forskningsstipendiat ved Nationalt laboratorium for vedvarende energi i Golden, Colorado. Over 40 års arbejde med oxider har ikke givet et resultat som dette, siger han.
Der kan gå et stykke tid, før materialerne bliver brugt i kommerciel brintproduktion. For at opnå den nødvendige effektivitet skal materialerne stadig inkorporeres i et system, der bruger to solceller. Og et stort tilbageværende spørgsmål er, hvor længe materialerne kan holde. For at være økonomisk skal et system køre i mindst fem år, siger Turner.