Энергетика
Википедия
1 Электроэнергетика
1.1 Традиционная электроэнергетика
1.1.1 Тепловая энергетика
1.1.2 Гидроэнергетика
1.1.3 Ядерная энергетика
1.2 Нетрадиционная электроэнергетика
1.3 Электрические сети
2 Теплоснабжение
2.1 Централизованное теплоснабжение
2.2 Децентрализованное теплоснабжение
2.3 Тепловые сети
3 Энергетическое топливо
3.1 Органическое топливо
3.1.1 Газообразное
3.1.2 Жидкое
3.1.3 Твёрдое
3.2 Ядерное топливо
4 Энергетические системы
5 Примечания
6 См. также
Энергетика
Энергетика – это отрасль хозяйственно-экономической деятельности людей. Энергетикой называется совокупность крупных искусственных и естественных подсистем... читать далее »
Новости Энергетики
03.03.2014 16:44
Рекорд эффективности солнечного производства водорода. Энергетика.
Генерация электричества не единственный способ превращения солнечного света в энергию.
Свет может также управлять реакциями создания химического топлива, такого как водород, пригодного для использования в двигателях легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств.
Проблема солнечного производства моторного топлива заключается в стоимости полупроводниковых устройств захвата света и катализаторов, необходимых для получения водорода. Самые эффективные из известных материалы слишком дороги, чтобы полученное с их помощью топливо могло конкурировать с бензином.
В исследовании, опубликованном недавно в журнале Science, профессор химии Кионг-Шин Чой (Kyoung-Shin Choi) и аспирант Тэ Ву Ким (Tae Woo Kim) из Университета Висконсина описывают дешёвые материалы на основе оксидов. С их помощью учёным удалось достичь эффективности солнечного расщепления воды на водород и кислород 1,7%, наибольшей из известных когда-либо для фотоэлектродных систем на базе оксидов.
Профессор химии Кионг-Шин Чой (Kyoung-Shin Choi)Чой создала солнечные элементы из ванадата висмута с помощью электролиза, получив материал с площадью поверхности 32 квадратных метра на каждый грамм. «Без особого оборудования, высокой температуры или запредельного давления мы создали нанопористый полупроводник из чрезвычайно крошечных частиц, имеющих большую площадь поверхности, - поясняет профессор. - Чем больше площадь поверхности, тем больше площадь контакта с водой, и, следовательно, более эффективное расщепление».
Однако, ванадат висмута нуждается в «помощнике» для ускорения реакции производства топлива. Для этого необходим подходящий катализатор.
По мнению Чой, множество учёных работает над повышением эффективности проводников и катализаторов, однако, стыковке эффективных материалов между собой уделяется мало внимания. «Даже если у вас есть лучший полупроводник в мире и лучший катализатор, их общая эффективность может быть ограничена границей раздела полупроводник - катализатор», - говорит она.
Чой и Ким использовали в качестве катализатора пару дешёвых и не слишком эффективных поодиночке веществ, оксид железа и оксид никеля. «Поскольку ни один катализатор не обеспечивает хорошее сопряжение одновременно с полупроводником и водой, мы решили разделить всю работу на две части, - рассказывает Чой. - Оксид железа хорошо сочетается с ванадатом висмута, а оксид никеля с водой. Поэтому мы используем их вместе».
Двухслойная конструкция катализатора позволила идеально совместить его с водой и полупроводником. «Объединение дешёвого двойного катализатора и нашего нанопористого полупроводникового электрода с большой площадью поверхности привело к созданию недорогой фотоэлектродной системы с рекордной эффективностью», - говорит Чой.
Она ожидает, что фундаментальная работа, демонстрирующая рост эффективности нанопористого ванадата висмута в сочетании с двухслойным катализатором, послужит лабораториям по всему миру толчком для качественного прорыва в исследованиях. «Другие исследователи, изучающие различные типы полупроводников или различные типы катализаторов могут использовать этот подход для поиска комбинаций материалов, которые могут стать ещё более эффективными», - заявила профессор.
Источник