एक शक्तिशाली नया सौर सेल हाइड्रोजन ईंधन और विद्युत ऊर्जा दोनों का उत्पादन करता है

एक ऐसे क्षेत्र में, जो अनिवार्य रूप से पानी-झुकने अक्षय ऊर्जा से मिलता है, शोधकर्ताओं ने हाइड्रोजन ईंधन का उत्पादन करने के लिए पानी को विभाजित करने के लिए सफलतापूर्वक प्रकाश संश्लेषण किया। अपने आणविक स्तर पर H2O को विभाजित करना कुछ वैज्ञानिक 200 वर्षों से कर रहे हैं, और उत्सर्जन मुक्त हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था में टैंटलाइजिंग कुंजी को पकड़ सकते हैं - यदि केवल इसे बढ़ाया जा सकता है।

सौभाग्य से हमने लागत को नीचे लाने में प्रगति की है, और शोधकर्ताओं ने कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण की कला में महारत हासिल करने के करीब पहुंच गए हैं, लेकिन कम दक्षता इस प्रक्रिया को बड़े सपने देखने से रोकती है, कम से कम अब तक।

सोमवार को जारी किए गए एक नए पेपर के अनुसार प्रकृति सामग्री लॉरेंस बर्कले नेशनल लेबोरेट्री द्वारा जो एक सरल, सुरुचिपूर्ण हाइब्रिड समाधान प्रस्तुत करता है जो फोटोइलेक्ट्रॉनिक कोशिकाओं के लिए वर्तमान अड़चन को बायपास करता है।

प्रमुख शोधकर्ता गिदोन सेगेव बताते हैं, "यह एक मुफ्त भोजन है।" श्लोक में.

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Photoelectronics सेल विज्ञान के पानी और प्रकाश झुकने हैं

फोटोएलेक्ट्रोकेमिकल सेल आमतौर पर विभिन्न सामग्रियों का ढेर होते हैं जो प्रकाश को अवशोषित करते हैं। प्रत्येक परत एक अलग तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करती है, जिससे विद्युत वोल्टेज का निर्माण होता है, जो एक वोल्टेज में मजबूत होता है जो पानी को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन ईंधन में विभाजित करता है।

यह, स्वाभाविक रूप से, सूर्य के प्रकाश के अच्छे उपयोग की तरह लगता है। लेकिन जब सिलिकॉन सोलर सेल अच्छी तरह से काम करते हैं, तब भी समस्याएं उत्पन्न होती हैं, जब स्टैक की अन्य सामग्री इसके प्रदर्शन से मेल नहीं खाती हैं, जिससे ऊर्जा बेकार चली जाती है।

"आपको दो सामग्रियों की ज़रूरत है, आदर्श रूप से सिलिकॉन और उसके ऊपर कुछ अन्य सामग्री जो सामग्री के अधिक ऊर्जावान हिस्से को अवशोषित करेगी," सेगेव कहते हैं। "प्रणाली में अड़चन है और हमेशा अन्य सामग्री होगी, इसलिए अनुसंधान अन्य सामग्री को बेहतर बनाने में है।"

कैसे इलेक्ट्रॉनों एक सुरुचिपूर्ण समाधान प्रस्तुत करते हैं

इतने शोध के साथ कि "अन्य सामग्री," सेगेव और उनकी टीम ने एक कदम पीछे लेने का फैसला किया, यह देखते हुए कि वे पूरी प्रणाली को बेहतर कैसे बना सकते हैं। और उन्होंने महसूस किया कि एक पूरा अन्य ऊर्जा स्रोत है जो टेप होने की प्रतीक्षा कर रहा है: इलेक्ट्रॉनों।

“आपके पास यह अर्धचालक पदार्थ है और यह प्रकाश को अवशोषित करता है। प्रकाश को एक कण के रूप में सोचा जा सकता है। इसलिए जब एक फोटॉन अवशोषित होता है, तो यह अपनी उत्तेजित अवस्था में इलेक्ट्रॉन को अपनी ऊर्जा देता है, ”सेगेव बताते हैं। “आप कह सकते हैं कि इलेक्ट्रॉन के पास एक विशिष्ट समय है इससे पहले कि वह अपनी ऊर्जा खो देता है, ऊर्जा ने फोटॉनों को दिया।

पिछले शोध ने केवल कोशिकाओं को गर्म होने दिया और ऊर्जा को नष्ट कर दिया। सेगेव की टीम ने शाब्दिक रूप से इलेक्ट्रॉन की ऊर्जा को एक आउटलेट दिया। जबकि अधिकांश जल-बंटवारे वाले उपकरणों में आमतौर पर दो पक्ष होते हैं, एक सौर ईंधन का उत्पादन करने के लिए और दूसरा वर्तमान को छोड़ने के लिए, इस नए प्रोटोटाइप में दो आउटलेट हैं, एक सौर ईंधन उत्पादन के लिए और दूसरा विद्युत शक्ति के लिए। दो प्रकार की ऊर्जा, एक कोशिका।

प्रोटोटाइप - जिसने बनाने के लिए एक वर्ष के दौरान 19 infurating पुनरावृत्तियों को लिया - इसकी वर्तमान दर से हाइड्रोजन ईंधन के लिए सौर ऊर्जा की दक्षता दर नाटकीय रूप से संभावित है, 6.8 प्रतिशत। आदर्श सामग्रियों के साथ, समूह ने 20.2 प्रतिशत की संभावित वृद्धि की गणना की, पारंपरिक सौर हाइड्रोजन कोशिकाओं की दर को तीन गुना कर दिया।

अचानक, भविष्य के सौर-हाइड्रोजन ईंधन भरने वाले स्टेशन निराशाजनक नहीं लगते हैं, हालांकि हाइड्रोजन संचालित यूटोपिया के बारे में लाने से पहले अतिरिक्त शोध की आवश्यकता है।

सेगेव का कहना है, "अगर यह कुशलता से काम करेगा और प्रतिस्पर्धी होगा, तो शायद हम सूरज से संचालित होने वाले वाणिज्यिक या हाइड्रोजन ईंधन स्टेशनों के बारे में बात करना शुरू कर सकते हैं।" "लेकिन मुझे लगता है कि यह इस स्तर पर बहुत समय से पहले है, इसलिए हम उस बिंदु पर नहीं हैं जहां हम एक ऐसी तकनीक बनाने के बारे में बात कर सकते हैं जो लोग कल सुबह अपने जीवन में देखेंगे।"

लेकिन सेगेव, हम सपने देख सकते हैं।

सुधार: कहानी का पिछला संस्करण ग़लती से छपा कि प्रोटोटाइप ने ट्रिपल दक्षता हासिल की, जबकि यह एक गणना है। कहानी को अध्ययन के लेखक की अतिरिक्त टिप्पणी के साथ अद्यतन किया गया है।