Энтузиасты солнечной энергии долго мечтали о замене ископаемого топлива с чисто горящим водородным газом. Несмотря на то, что солнечные батареи могут использоваться для разрывания водорода и кислорода в молекулах воды, клетки не были экономичны. Теперь исследователи сообщают в завтрашней Науке, что они создали новый солнечный водный разделитель, почти удваивающий энергетический вывод предыдущих устройств, приближая видение чистой энергии чем когда-либо прежде.
Водород часто рассматривается как окончательная чистая энергия, потому что вода является единственным побочным продуктом, произведенным, когда это горит. Топливо также легко сделать: Просто прикрепите пару электродов в воде и примените напряжение между ними. Но этот процесс, известный как электролиз, является дорогим и как правило использует ископаемое топливо для генерации электричества. Таким образом, энергетические исследователи работали для сокращения шнура к энергосистеме при помощи солнечной энергии для вождения электролиза.
Солнечные водные разделители работают с помощью основанных на полупроводнике солнечных батарей, абсорбирующих фотоны, создавая мобильные электрические нагрузки, направленные к разделяющим воду электродам. Но разделители, которые могут создать электрические нагрузки только с правильной суммой энергии, которая будет принята водородом и кислородом, являются типично бедными поглотителями солнечного света.Для обхождения этой проблемы химики Джон Тернер и Оскар Хэзелев из Национальной Лаборатории Возобновляемых источников энергии Золотого, Колорадо, решили объединить два отдельных слоя полупроводника.
Первое, сделанный от фосфида индия галлия, абсорбируют ультрафиолетовый и видимый свет и производят электроны только с правильной суммой энергии, должен был произвести водород в одном из электродов. Другой, сделанный из арсенида галлия, абсорбирует инфракрасный свет и создает мобильные положительные заряды с правильной суммой энергии произвести кислород в другом электроде. Результатом является солнечный свет к водородной эффективности почти 12,5%.Эта эффективность является «впечатляющей», говорит Мэрай Энн Фокс, химик в университете Техаса, Остина.
Но она, Тернер и другие отмечают, что полупроводники в новых устройствах являются все еще слишком дорогими для создания солнечного водородного производства достаточно дешевым для конкуренции с ископаемым топливом. Таким образом, на данный момент Тернер и Хаселев работают над нахождением более дешевых полупроводников, способных к выполнению тех же энергичных подвигов.