Νέου τύπου φωτοβολταϊκό μιμείται τα φυτά

Νέου τύπου φωτοβολταϊκό σύστημα, που μιμείται τη φωτοσύνθεση των φυτών και καταφέρνει να μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε καύσιμο υδρογόνο, δημιούργησαν επιστήμονες, με επικεφαλής την καθηγήτρια Σοσίνα Χέιλ του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) και σε συνεργασία με μηχανικούς του Πολυτεχνείου (ΕΤΗ) της Ζυρίχης.
Ειδικότερα, το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί τις ακτίνες του ήλιου και ένα οξείδιο του μετάλλου, τη δημητρία (ceria), για να διασπάσει το διοξείδιο του άνθρακα ή το νερό, παράγοντας καύσιμα που στη συνέχεια μπορούν να αποθηκευθούν ή να μεταφερθούν αλλού. Τα συμβατικά φωτοβολταϊκά παράγουν μόνο επιτόπιο ηλεκτρισμό και δεν μπορούν να αποδώσουν ρεύμα το βράδυ, όπως υπόσχεται η νέα τεχνική.
Η σχετική μελέτη δημοσιεύθηκεστο επιστημονικό περιοδικό «Science», και όπως αναφέρεται σε αυτή, οι ερευνητές συγκεντρώνουν το ηλιακό φως σε ένα κύλινδρο επικαλυμμένο με τη δημητρία, η οποία έχει τη φυσική ιδιότητα να "εκπνέει" οξυγόνο όταν θερμαίνεται και να το "εισπνέει" όταν ψύχεται. Η δημητρία, αν και γενικά άγνωστη στο ευρύ κοινό, βρίσκεται σε σχετική αφθονία και θεωρείται το πιο κοινό μέταλλο από αυτά που ανήκουν στην κατηγορία των λεγόμενων «σπάνιων γαιών».
Καθώς το διοξείδιο του άνθρακα και/ή το νερό διοχετεύεται στο όχημα (όπως συμβαίνει με την φωτοσύνθεση των φυτών), η δημητρία αμέσως αφαιρεί το οξυγόνο από αυτά καθώς ψύχεται και έτσι, διασπώντας τα, παράγει υδρογόνο και/ή μονοξείδιο του άνθρακα. Το παραγόμενο υδρογόνο μπορεί να τροφοδοτήσει κυψέλες καυσίμου υδρογόνου στα αυτοκίνητα. Εναλλακτικά, ένας συνδυασμός παραγομένου υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη δημιουργία "αερίου σύνθεσης" (syngas), που αποτελεί πρώτη ύλη για καύσιμα, όπως η συνθετική βενζίνη. Σύμφωνα με τους ερευνητές, εκτός από υδρογόνο, με το ίδιο μηχάνημα θα μπορούσε να παραχθεί επίσης μεθάνιο.
Μέχρι στιγμής, έχει δημιουργηθεί μόνο μια πρωτότυπη συσκευή, η οποία είναι ακόμα μη αποδοτική ενεργειακά, καθώς το παραγόμενο καύσιμο αξιοποιεί μόνο το 0,7% έως 0,8% της συλλεγόμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Η περισσότερη ενέργεια χάνεται μέσω θερμικών απωλειών ή από την αντανάκλαση πίσω στον ουρανό των ηλιακών ακτίνων. Οι επιστήμονες, όμως, αισιοδοξούν ότι μελλοντικά μπορούν να ανεβάσουν στο 19% την αποδοτικότητα του νέου μηχανήματος με μια σειρά από βελτιώσεις (θερμικές μονώσεις κ.α.), οπότε η συσκευή θα είναι εμπορικά βιώσιμη.

Πηγή

Posted in: Περιβάλλον, Τεχνολογία