新系统将Sun的能量转换为氢气

时间：2021-09-14 18:25:05 来源：

Tom Meyer在Chapel Hill的北卡罗来纳大学的能源前沿研究中心建造了一种将Sun的能量转化为电力，而是氢燃料，并将其存储在以后使用。该装置，染料敏化的光电子结合细胞通过使用太阳的能量将水分成其组成部分来产生氢燃料。在分裂后，氢气被隔离并储存，而副产品氧气释放到空气中。

由UNC和NC国家的研究人员设计的新系统将Sun的能量转换为氢燃料并将其存储以供以后使用。

太阳能长期被用作煤炭和油等化石燃料的清洁替代品，但它只能在太阳光线最强的那一天使用。现在，汤姆梅耶在教堂山北卡罗来纳大学的能源前沿研究中心领导的研究人员建造了一个系统，将太阳的能量转化为电力，而是氢燃料，并将其存储在以后使用，使我们能够为我们的设备供电太阳落山后。

“所谓的”太阳能燃料“就像氢气一样，通过从自然光合作用中提示，如何将能源存放能源，”德国艺术与科学学院的化学教授迈耶说。“我们的新发现可以为储存太阳能量的新方法提供最后一个主要的拼图 - 它可能是太阳能未来的折价点。”

在一个小时内，太阳推出了足够的能量，为整个车辆上的每个车辆，工厂和设备提供一整年。太阳能电池板可以在白天利用这种能量来发电。但太阳的问题是它在夜间下降 - 并且有能力为家园和汽车提供动力。如果太阳能将在作为为行星供电的干净来源进行射门，则科学家不得不将其储存在夜间使用。

梅尔和同事在北卡罗来纳州北卡罗来纳州立大学的UNC和Greg Parsons集团设计的新系统确实如此。它被称为染料敏化的光电子混合细胞，或DSPEC，通过使用太阳的能量将水分成其组成部分来产生氢燃料。在分裂后，氢气被隔离并储存，而副产品氧气释放到空气中。

“但分裂水很难做到，”迈耶斯说。“你需要从两个水分子中取出四个电子，将它们转移到其他地方，并使氢气制作，一旦完成，将氢气和氧气保持分离。如何设计能够做到这一点的分子是我们开始克服的一个非常重要的挑战。“

Meyer在UNC和之前的能源前沿研究中心进行了少年的DSPEC。他的设计有两个基本组分：分子和纳米粒子。称为发色团催化剂组件的分子吸收阳光然后开始催化剂以从水中裂开电子。纳米颗粒是纳米的纳米颗粒，是拴系的纳米颗粒膜的一部分，其将电子留出去以制造氢燃料。

然而，即使是最好的尝试，系统始终崩溃，因为发色团催化剂组件远离纳米颗粒断裂，或者因为电子不能快速地从足以使氢气过时。

为了解决这两个问题，Meyer转向沉淀群组以使用涂覆纳米颗粒的技术，通过原子涂覆纳米粒子原子，其具有称为二氧化钛的薄层。通过使用超薄层，研究人员发现，纳米颗粒可以比以前更快地迅速地延长电子，具有制造氢气的释放电子。它们还在如何构建一种保护涂层，该保护涂层使发色团催化剂组件牢固地保持在纳米粒子上，确保组件保持在表面上。

通过通过纳米粒子自由流动的电子稳定，迈耶的新系统可以将太阳的能量转化为燃料，同时需要几乎没有外部电力来运行和释放温室气体。更重要的是，基于现有技术的基础设施安装这些阳光到燃料转换器。下一个目标是使用相同的方法来减少二氧化碳，温室气体，以碳基燃料，例如甲酸或甲醇。

“当你谈论用电池中的能量提供推动行星时，它不实用，”迈耶斯说。“事实证明，储存能量最有能量密集的方式是分子的化学键。这就是我们所做的 - 我们通过化学找到了答案。“