Komunikaty PR

Sztuczny liść automatycznie produkuje wodór

2020-05-21  |  11:00
Biuro prasowe

Naukowcy z Rice University opracowali urządzenie automatycznie produkujące wodór. Wystarczy zanurzyć je w wodzie i wystawić na promienie słoneczne. Inspiracją dla tego wydajnego i taniego w produkcji wynalazku było funkcjonowanie liścia, który pod wpływem słońca przetwarza dwutlenek węgla w tlen.
 

Prototyp zespołu kierowanego przez profesora Jun Lou, specjalisty w nanoinżynierii materiałów z Uniwersytetu Rice w Teksasie, integruje elektrody katalityczne i ogniwa słoneczne z perowskitów, które pod wpływem słońca produkują elektryczność. Prąd płynie do katalizatorów, gdzie woda jest rozbijana na wodór i tlen. Wydajność przetwarzania energii słonecznej na wodór w przypadku tego urządzenia osiąga bardzo dobry wynik 6,7%.

Zasada działania liścia

Ten rodzaj katalizatora nie jest nowy, ale nowością jest połączenie warstwy perowskitu z elektrodą w jeden moduł. Kiedy włoży się go do wody w zasięgu promieni słonecznych, urządzenie produkuje wodór bez żadnych dodatkowych ingerencji. Jest to samowystarczalny generator paliwa o prostej konstrukcji i łatwy do masowej produkcji.

„Nasz prototyp przypomina swoją koncepcją sztuczny liść” – powiedział Jun Lou. – „Zintegrowany moduł zamienia światło słoneczne w elektryczność, która wywołuje reakcję elektrochemiczną. Wystarczy słońce i woda, by uzyskać paliwo chemiczne”.

Perowskity i powłoka polimerowa – klucz do sukcesu

Perowskity to kryształy tworzące sześcienne struktury, które przetwarzają energię słoneczną. Najbardziej wydajne perowskitowe ogniwa słoneczne opracowane do tej pory mogą osiągnąć wydajność nawet powyżej 25%, ale materiały do ich produkcji są drogie i wrażliwe na światło, wilgoć i wysokie temperatury.

„Zastąpiliśmy drogie składniki ogniw perowskitowych, m.in. platynę, tańszymi odpowiednikami, jak węgiel” – wyjaśnił szef zespołu. – „To obniża koszty wprowadzenia tej technologii do komercyjnej produkcji. Zintegrowane urządzenia tego rodzaju są obiecujące, bo tworzą zrównoważony, samopodtrzymujący się system. Nie wymagają zewnętrznego źródła energii do działania”.

Naukowcy podkreślają, że kluczowym komponentem ich wynalazku nie jest perowskit, lecz zabezpieczający go polimer, z którego zrobiona jest powłoka modułu. Tworzywo to wydłuża żywotność urządzenia pod wodą. Ustrukturyzowana warstwa polimeru dopuszcza światło słoneczne do ogniwa, jednocześnie zabezpieczając je i służąc za izolator między ogniwem i elektrodą.

„Inne ośrodki badawcze opracowały systemy katalityczne, które łączą za pomocą kabla ogniwa słoneczne znajdujące się poza wodą z zanurzonymi w wodzie elektrodami” – podkreślił Jia Liang, jeden z członków zespołu. – „My uprościliśmy tę konstrukcję, zamykając katalizator i warstwę perowskitową w kapsule z polimeru”.

Gospodarka oparta na wodorze

Prototyp naukowców z Rice University może okazać się kolejnym istotnym elementem obok ogniwa paliwowego i technik produkcji wodoru z wody morskiej, które stworzą warunki do szybkiego rozwoju technologii wodorowych w transporcie, energetyce i innych gałęziach gospodarki. Jest to o tyle istotne, że jak niedawno stwierdziła Unia Europejska oraz rządy wiodących europejskich gospodarek, w tym Niemiec i Szwajcarii, bez wodoru trudno będzie osiągnąć bezemisyjność netto zaplanowaną na 2050 rok.

Do zalet wodoru jako paliwa należy brak emisji gazów cieplarnianych i szkodliwych substancji, jego ogromny potencjał jako magazynu nadwyżek energii oraz czystość i bezemisyjność produkcji, jeśli używa się do niej wody i energii odnawialnej.

Wodór to uniwersalne paliwo, bez którego trudno sobie wyobrazić przestawienie na bezemisyjne technologie ciężki przemysł czy transport. Samochody na wodór to auta elektryczne, których silniki czerpią prąd z ogniw paliwowych, czyli własnych małych elektrowni. W ogniwach w obecności katalizatora zachodzi na zimno reakcja wodoru i tlenu, której produktem jest energia elektryczna oraz woda. Samochody wodorowe są w pełni funkcjonalne i nie różnią się w użytkowaniu od aut spalinowych z automatyczną skrzynią biegów, gdyż tankowanie wodoru trwa kilka minut. Obecnie na rynku oferowane są trzy wodorowe modele osobowe – Toyota Mirai, Hyundai Nexo i Honda Clarity Fuel Cell.

Największym promotorem technologii wodorowych na świecie jest Toyota, która nie tylko opracowała już drugą generację wodorowego sedana Mirai, autobus miejski SORA oraz prototypy ciężarówek na to paliwo, ale także angażuje się w rozwój technologii hybrydowych i potrzebnej infrastruktury na czterech kontynentach, na większości kluczowych rynków. Niedawno Toyota pokazała nawet system do produkcji wodoru z wody morskiej, sprzężony z ogniwami paliwowymi odpornymi na warunki panujące na jachcie oceanicznym. Wyposażony w tę technologię eksperymentalny jacht Energy Observer jest w trakcie podróży dookoła świata. Testowane w tym projekcie rozwiązanie ma ogromne potencjalne znaczenie dla transportu morskiego i środowiska, gdyż statki zużywają ogromne ilości ciężkiego oleju napędowego (mazutu) i bardzo zanieczyszczają wody oraz powietrze.

Newseria nie ponosi odpowiedzialności za treści oraz inne materiały (np. infografiki, zdjęcia) przekazywane w „Biurze Prasowym”, których autorami są zarejestrowani użytkownicy tacy jak agencje PR, firmy czy instytucje państwowe.
Ostatnio dodane
komunikaty PR z wybranej przez Ciebie kategorii
Motoryzacja Przełomowe badanie. Polscy właściciele ciężarówek chcą elektryków Biuro prasowe
2025-01-29 | 09:10

Przełomowe badanie. Polscy właściciele ciężarówek chcą elektryków

Jeszcze 2-3 lata temu trudno było znaleźć właściciela ciężarówki dopuszczającego myśl o zamianie jej na elektryczną. Przez ten czas najwidoczniej wiele się zmieniło. Z
Motoryzacja Już wkrótce: Hak holowniczy Steinhof do Dacii Duster III
2024-12-23 | 18:00

Już wkrótce: Hak holowniczy Steinhof do Dacii Duster III

Dacia Duster III od momentu swojej premiery zyskała opinię jednego z najciekawszych SUV-ów segmentu. Teraz miłośnicy tego modelu otrzymują kolejną, niezwykle wartościową propozycję
Motoryzacja Indyjski gigant zbuduje w Żaganiu fabrykę
2024-12-23 | 08:00

Indyjski gigant zbuduje w Żaganiu fabrykę

To już pewne - międzynarodowy koncern branży motoryzacyjnej zainwestuje w Żagańskiej Strefie Gospodarczej. Mowa o firmie CEFA Poland, będącej częścią grupy Samvardhana

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Konsument

Proces deregulacji nie dotyczy branży tytoniowej. Jest propozycja kolejnej ustawy w ciągu kilku miesięcy

Najpierw wprowadzenie podatku akcyzowego na saszetki nikotynowe, potem propozycja przepisów, które zmierzają do wycofania tych produktów z rynku – przedstawiciele środowisk biznesowych podkreślają, że przygotowywane przez resort zdrowia przepisy wprowadzają chaos legislacyjny w branży tytoniowej. To tym bardziej dziwi przedsiębiorców, że stoi w opozycji do prowadzonego przez rząd procesu deregulacji w gospodarce. W dodatku może mieć negatywne skutki dla budżetu państwa i doprowadzić do skokowego wzrostu szarej strefy

Bankowość

Grzyby rozkładające tekstylia nagrodzone w konkursie ING. 1 mln zł trafi na innowacyjne projekty dla zrównoważonych miast

Firma Myco Renew, która opracowała technologię rozkładającą tekstylia za pomocą grzybów, została laureatem siódmej edycji Programu Grantowego ING. Motywem przewodnim konkursu skierowanego do start-upów i młodych naukowców był tym razem zrównoważony rozwój miast i społeczności. Łącznie na nagrodzone innowacyjne projekty trafił 1 mln zł. Wśród nich są także bezzałogowe statki powietrzne dostarczające defibrylatory czy system do zbierania deszczówki w blokach.

Ochrona środowiska

Rusza budowa lądowej infrastruktury dla projektów Bałtyk 2 i Bałtyk 3. Prąd z tych farm wiatrowych popłynie w 2027 roku

Ruszyła budowa lądowej infrastruktury dla morskich farm wiatrowych Bałtyk 2 i Bałtyk 3 rozwijanych przez Equinor i Grupę Polenergia. To przede wszystkim baza serwisowa w Łebie i dwie stacje elektroenergetyczne. Jednocześnie trwają przygotowania do rozpoczęcia prac na morzu. Pierwszy prąd z obu projektów popłynie w 2027 roku, a w kolejce czeka morska farma wiatrowa Bałtyk 1 – największy i najbardziej zaawansowany projekt II fazy rozwoju offshore.

Szkolenia

Akademia Newserii

Akademia Newserii to projekt, w ramach którego najlepsi polscy dziennikarze biznesowi, giełdowi oraz lifestylowi, a  także szkoleniowcy z wieloletnim doświadczeniem dzielą się swoją wiedzą nt. pracy z mediami.