Energia słoneczna: sztuczny liść produkuje energię

Aby przechwytywać skutecznie energię słoneczną, badacze amerykańscy opracowali sztuczny liść. Liść ten oddziela atomy wodoru od atomów tlenu, które są obecne w wodzie. Następnie, atomy te mogą być następnie ponownie użyte w ogniwie paliwowym, na przykład.

Jak stwierdzają badacze, jest to proces prosty i mało kosztowny.

Fotowoltaiczny proces

Badacze z prestiżowego instytutu MIT w Stanach Zjednoczonych zaprezentowali bardzo prosty system zdolny do produkowania energii przechowywanej, czyli takiej, która może być użyta później dzięki zastosowaniu światła. Prace te zostały przedstawione w przeglądzie Science.

Ponieważ energie kopalne cieszą się coraz gorszą sławą, badania przeprowadzane nad energiami odnawialnymi są w pełnym rozkwicie. Społeczność naukowa albowiem na całym świecie aktywnie zastanawia się nad środkami skutecznej eksploatacji energii odnawialnych, takich ja wiatr, światło słoneczne, etc.

Dlatego też, badacze z MIT, którymi kierował Daniel Nocera, opracowali system, którzy jest w stanie przechwytywać wodór oraz tlen z wody, dzięki działaniu światła. System ten, nazwany „sztucznym liściem”, jest mało kosztowny i w rzeczywistości jest ogniwem krzemowym, na którego obrzeżach znajdują się materiały katalityczne, bardzo powszechne i generalnie dość tanie: kobalt oraz nikiel. Krzem to zwyczajowy materiał ogniw fotowoltaicznych.

Hydroliza i fotony

Jak działa to ogniwo krzemowe? Bardzo prosto, i jest to największa zaleta tego procesu (poza tanimi kosztami). Wystarczy zanurzyć ten liść – który nie potrzebuje zresztą żadnego kabla ani przewodu – w pojemniku zawierającym wodę. I to wystarczy, żeby liść ten zaczął oddzielać atomy wodoru i tlenu.

W tym momencie, zauważamy unoszące się bąble gazu: po stronie kobaltu unoszą się bąble dwutlenku, po drugiej stronie – bąble dwuwodrku. Jeśli hermetycznie oddzielimy od siebie te dwie strony, uzyskujemy w ten sposób system rekuperacji tych dwóch gazów, które następnie możemy składować, aby je użyć później.

Na przykład, do wytworzenia energii poprzez ogniwo paliwowe, które posłuży się odwrotną reakcją (produkcja wody z telnu i wodoru), aby wygenerować elektryczność.

Pomysł warty zainteresowania

Oczywiście, te wszystkie etapy rekuperacji i składowania gazu nie były jeszcze przedmiotem konkretnych prac badaczy z MIT. Dlatego też, system ten jeszcze nie może być sprzedawany. Ale podstawy są gotowe.

Jak mówi Daniel Norcera, idziemy w dobrym kierunku.

Sztuczny liść i co dalej?

Badacze na tym nie poprzestają. Zaczynają aktualnie wyobrażać sobie stworzenie „sztucznych alg”, czyli maleńkich kuleczek zdolnych do tego samego procesu co sztuczny liść. A to pozwoli zwiększyć powierzchnię kontaktu z wodą, czyli zwiększyć zyski.

Aktualnie bowiem, zysk ten jest niższy niż ten oferowany przez klasyczny proces fotowoltaiczny, podczas gdy rekuperacja gazu jest procesem znacznie bardziej niebezpiecznym.