鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:826次 | 2021年11月03日
新型創(chuàng)新光化學(xué)電池可結(jié)合太陽(yáng)能與化學(xué)儲(chǔ)存
維也納科技大學(xué)(ViennaTechnicalUniversity)的研究人員開發(fā)出一款創(chuàng)新的光化學(xué)電池,可在室溫下儲(chǔ)存來自紫外線(UV)的能量。
事實(shí)上,植物就能達(dá)到這個(gè)目的:植物能擷取陽(yáng)光,并透過化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)存其能量。長(zhǎng)久以來,許多研究人員試圖透過技術(shù)復(fù)制這一機(jī)制,但至今都無(wú)法達(dá)到相同的效率。透過太陽(yáng)光電系統(tǒng)能夠?qū)㈥?yáng)光直接轉(zhuǎn)換成電能,但現(xiàn)有的太陽(yáng)電池效率并不高,尤其是在高溫下。假如將電能用于出現(xiàn)氫,就能以化學(xué)的形式進(jìn)行儲(chǔ)存;然而,同樣地,這種過程的效率也極其有限。
維也納科技大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出一種新的概念:他們成功地結(jié)合高溫光電系統(tǒng)與電化學(xué)元件,從而可利用UV光源經(jīng)由陶瓷電解質(zhì)薄膜泵送氧離子。換言之,他們成功地以化學(xué)方式來儲(chǔ)存UV光源的能量。這種方式可能更加有趣些,因?yàn)橹恍枥肬V光源,就能引導(dǎo)將水分離成氧和氫的方式。
維也納科技大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出一種新的概念:他們成功地結(jié)合高溫光電系統(tǒng)與電化學(xué)元件,從而可利用UV光源經(jīng)由陶瓷電解質(zhì)薄膜泵送氧離子。換言之,他們成功地以化學(xué)方式來儲(chǔ)存UV光源的能量。這種方式可能更加有趣些,因?yàn)橹恍枥肬V光源,就能引導(dǎo)將水分離成氧和氫的方式。
維也納科技大學(xué)博士研究生GeorgBrunauer在其論文中介紹如何利用鈣鈦礦混合金屬氧化物以取代矽基材料,從而打造出太陽(yáng)電池。透過結(jié)合多種鈣鈦礦,他成功地打造出結(jié)合高溫光電系統(tǒng)與電化學(xué)的太陽(yáng)電池。這種電池由兩種不同的分層組成。在電池的上層(光電層),透過照明出現(xiàn)自由電荷載流子。然而,相較于一般的太陽(yáng)電池,這種電荷載流子可立即轉(zhuǎn)移至下層(電化學(xué)層)。其結(jié)果是:其間的氧原子帶負(fù)電荷,使其得以透過下層進(jìn)行移動(dòng)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“這是決定性的一步”,Brunauer解釋說?!拔磥恚覀兛梢杂眠@個(gè)機(jī)制來分解水,使其出現(xiàn)氫氣?!逼渲械囊豁?xiàng)展示已經(jīng)在進(jìn)行中;它可在高達(dá)400℃的溫度下出現(xiàn)高達(dá)920mV的無(wú)負(fù)載電壓。
供應(yīng)這種新式的太陽(yáng)電池,可望提高電能,而要將水分離成氫與氧原子也變得指日可待。而當(dāng)移植到工業(yè)級(jí)時(shí),這種機(jī)制除了能夠用于出現(xiàn)氫氣以外,還可能將二氧化碳(CO2)分離成氧氣與一氧化碳(CO),而這正是生產(chǎn)合成燃料的寶貴資源。為此,Brunauer最近也與其他工業(yè)合作夥伴聯(lián)手成立了一家新創(chuàng)公司NovaPECC。