اخبار الصناعة

باحثون أمريكيون يحسنون طريقة تخزين الطاقة الشمسية

2018-05-31
الطاقة الشمسية هي مصدر طاقة نظيف لا ينضب ، ولكن للاستفادة الكاملة من الطاقة الشمسية ، من الضروري حل المشكلة الرئيسية المتعلقة بكيفية تخزين الطاقة الشمسية بتكلفة أقل في أي وقت. أفاد فريق من جامعة ستانفورد في 31 أكتوبر أنهم قاموا بتحسين طريقة تخزين الطاقة الشمسية عن طريق تكسير جزيئات الماء ، مما يجعل هذه الطريقة 30٪ من كفاءتها في استخدام الطاقة ، وهي الطريقة الأكثر فعالية من بين الأساليب المماثلة الحالية.
المبدأ العلمي لهذا النهج ليس معقدًا: أولاً ، استخدام خلية شمسية لتحليل جزيئات الماء إلى أكسجين وهيدروجين ، ثم إطلاق الطاقة الكيميائية المخزنة في العملية حسب الحاجة ، عن طريق إعادة تجميع الأكسجين المتولد والهيدروجين لإنتاج الماء ، أو في احتراق الهيدروجين في محرك الاحتراق الداخلي.
تم طرح مبدأ تخزين الطاقة هذا ، ولكن كيفية جعله عملية صناعية فعالة يمثل مشكلة صعبة. نشر فريق متعدد التخصصات من جامعة ستانفورد ورقة في المجلة البريطانية لتواصل الطبيعة ، حيث قاموا بإجراء ثلاثة تحسينات على الأساليب المذكورة أعلاه. بادئ ذي بدء ، تختلف الخلايا الشمسية الثلاثة المتقاطعة التي يستخدمونها عن الخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون. يمكن للخلية الشمسية ، المكونة من 3 مواد غير شائعة من أشباه الموصلات ، امتصاص الضوء الأزرق والأخضر والأحمر للضوء الشمسي بدوره. تم رفع كفاءة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية إلى 39٪ ، بينما تبلغ كفاءة التحويل الكهروضوئي للخلايا الشمسية التقليدية القائمة على السيليكون حوالي 20٪ فقط.
ثانيًا ، ركز الباحثون على تحسين المحفز المستخدم لتحلل جزيئات الماء ، مما أدى إلى تحسين الكفاءة التحفيزية بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، قاموا بدمج جهازي تحليل كهربائي متشابهين للتفاعل وتحضير مرتين من الهيدروجين ، والتي استخدمت فقط محللًا كهربيًا واحدًا من قبل. أظهرت التجربة أن كفاءة تخزين الطاقة بالطريقة المحسنة تبلغ 30٪ وهي تزيد عن 24.4٪ من الطرق الصناعية المماثلة.
قال توماس جاراميلو ، الأستاذ المشارك في الهندسة الكيميائية وعلوم الفوتون في جامعة ستانفورد ، إن النتيجة هي خطوة أقرب إلى تطوير عملية صناعية عملية ومستدامة تحلل جزيئات الماء إلى عملية صناعية عملية ومستدامة. ستستمر الخطوة التالية في دراسة كيفية تحقيق كفاءة تخزين طاقة مماثلة باستخدام مواد وأجهزة منخفضة التكلفة.