新太阳能电池同时产生氢气和电力-而后网

在不断寻求丰富,可再生的化石燃料替代品的过程中,科学家通过人工光合作用为燃料电池生产氢气,将水分解为氢气和氧气。传统工艺一直在努力以一种使这种方法有效的方式使用光学,电子和化学性质,但现在伯克利实验室的研究人员创造了一种可以完全绕过当前材料限制的配方。

该团队创造了一种称为“混合光电化学和电流(HPEV)电池”的人工光合作用装置,将阳光和水转化为两种能源:氢燃料和电能。现有的人工光合作用装置只能利用击中它们的小百分比的太阳光。作为该研究的主要作者,Gideon Segev说,“这就像是一开始就开始运行汽车。这是你可以收获的能量,但是由于硅不是在最大功率点运行,所以大多数激发的电子都在硅片无处可去,所以它们在被用来做有用的工作之前就会失去能量。“

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新设备背后的解决方案是简单地让那些电子出来。研究人员在设备的硅元件背面添加了第二个电触点,它将太阳能产生的电流分开,并允许一些电流将水分解为氢和氧,还有一些被捕获为电。以前的人工光合作用装置的效率为6.8%。根据Segev的说法,新设计的综合效率为20.2%。

现在该团队已经掌握了基础知识,它表示计划继续改进设备并为其调查实际应用程序。当然,设计确实存在问题,为什么不将额外的能量存储在电池中而不是制造氢气?电池价格昂贵,是一个答案,但燃料电池也不便宜。无论如何,氢气将在世界未来的能源结构中发挥重要作用,因此现在提高采伐效率的任何措施都是后来的好消息。