Солнечный реактор производит водород и улавливает отходы

24.04.2023

Инженеры EPFL создали и опробовали солнечный реактор, который может генерировать водород из солнечного света и воды. Система не только высокоэффективна в производстве водорода, но и улавливает отходы кислорода и тепла, чтобы также использовать их.

Водород должен стать ключевым игроком в возобновляемой энергетике, и одним из самых эффективных способов его производства является расщепление воды на ее составляющие молекулы. Когда этот процесс выполняется с использованием солнечной энергии, он называется искусственным фотосинтезом, и это тот процесс, который использует новый реактор.

Реактор EPFL выглядит как спутниковая антенна, и работает он по схожему принципу - большая изогнутая поверхность собирает как можно больше света и концентрирует его на маленьком устройстве, подвешенном посередине. В этом случае тарелка собирает тепло от Солнца и фокусирует его примерно в 800 раз на фотоэлектрохимическом реакторе. Вода закачивается в этот реактор, где солнечная энергия используется для расщепления молекул на водород и кислород.

Реактор также захватывает два отработанных продукта процесса, которые обычно только что выделяются - кислород и тепло. Кислород может быть полезен больницам или промышленному использованию, тогда как тепло проходит через теплообменник и может использоваться для нагрева воды или внутренней части здания.

Реактор тестировали в кампусе EPFL в течение 13 дней в августе 2020 года, феврале и марте 2021 года, чтобы понять, как он работает при разных погодных условиях. Установлено, что его эффективность от солнечной энергии к водороду в среднем превышает 20%, производя около 500 г (1,1 фунта) водорода в день. Команда говорит, что с такой мощностью в течение года система могла бы питать 1,5 автомобиля на проезжающих на среднее расстояние водородных топливных элементах или обеспечивать примерно половину потребностей в электроэнергии домохозяйства из четырех человек.

"С выходной мощностью более 2 киловатт мы превысили предел в 1 киловатт для нашего пилотного реактора, сохранив при этом рекордно высокую эффективность для этого большого масштаба", - сказала София Хауссенер, соответствующий автор исследования. "Скорость производства водорода, достигнутая в этой работе, действительно обнадеживающим шагом к коммерческой реализации этой технологии".

<< Назад: Портативный принтер для печати растворимого пластыря с вакциной 25.04.2023

>> Вперед: Однослойный графен продемонстрировал гигантское магнитосопротивление 24.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Гоночная машина будущего 08.12.2015 Автомобили "Формулы-1" зачастую используются для отработки новых технологий, которые в будущем могут перекочевать в обычные машины. А откуда возьмутся технологии будущего для самих гоночных машин? На этот вопрос ответила фирма McLaren, недавно показавшая концепт-кар MP4-X Formula One. В сотрудничестве со своими партнерами по гонкам, компанией Honda, инженеры McLaren предложили ряд идей, отвечающих, по их мнению, требованиям к автомобилям будущего. Например, учитывая общую тенденцию к "электрификации", в том числе и гоночных автомобилей, подзарядка в перспективной машине будет производиться с помощью взаимоиндукции проводников в автомобиле и в самой трассе. Также предложен принципиально новый подход к компоновке, при котором технологические компоненты "упаковываются" в элементы конструкции - скажем, "тонкие" аккумуляторы располагаются в защитной раме, а в корпусе устанавливаются солнечные панели для дополнительной подзарядки и накопления энергии около места ее использования. Еще одним взглядом в будущее является использование в будущем автомобиле защитного колпака. Пуристам "Формулы-1", конечно, такая идея не понравится. Однако все тенденции развития организации, а также аварии с серьезными последствиями, говорят о том, что безопасность водителей станет самым серьезным требованием, то есть без колпака не обойтись. Но самое главное отличие будущей машины - в ней не будет руля и педалей. Компания McLaren в партнерстве с международным фармацевтическим гигантом GlaxoSmithKline спонсирует исследования в области невропатологии, в том числе бокового амиотрофического склероза. Компания рассчитывает, что результаты исследований помогут создать систему, которая позволит управлять автомобилем с помощью электрических импульсов мозга и жестов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025