创新的光化学电池可像植物储存太阳能

2016-2-23 10:49| 发布者: update| 查看: 1308| 评论: 5

摘要: 维也纳科技大学的科学家们开发出一种新的概念：他们成功地结合高温光电系统与电化学组件，从而可利用UV光源经由陶瓷电解质薄膜泵送氧离子。换言之，他们成功地以化学方式来储存UV光源的能量。这种方式可能更有趣些， ...

太阳能是一种最清洁的能源．太阳能的利用主要是通过光--电、光--内、光--化学能转换技术，将太阳能转换成可集中利用和储存的能源．随着科学技术的进步，太阳能的利用技术日趋成熟．太阳能--内能的转换，是目前最普遍的形式．

植物能撷取阳光，并透过化学反应储存其能量。长久以来，许多研究人员试图透过技术复制这一机制，但至今都无法达到相同的效率。透过太阳光电系统能够将阳光直接转换成电能，但现有的太阳电池效率并不高，尤其是在高温下。如果将电能用于产生氢，就能以化学的形式进行储存；然而，同样地，这种过程的效率也极其有限。

维也纳科技大学(Vienna Technical University)的研究人员开发出一款创新的光化学电池，可在室温下储存来自紫外线(UV)的能量。

维也纳科技大学的科学家们开发出一种新的概念：他们成功地结合高温光电系统与电化学组件，从而可利用UV光源经由陶瓷电解质薄膜泵送氧离子。换言之，他们成功地以化学方式来储存UV光源的能量。这种方式可能更有趣些，因为只需利用UV光源，就能引导将水分离成氧和氢的方式。

维也纳科技大学博士研究生Georg Brunauer在其论文中介绍如何利用钙钛矿混合金属氧化物以取代硅基材料，从而打造出太阳电池。透过结合多种钙钛矿，他成功地打造出结合高温光电系统与电化学的太阳电池。这种电池由两种不同的分层组成。在电池的上层(光电层)，透过照明产生自由电荷载流子。然而，相较于一般的太阳电池，这种电荷载流子可立即转移至下层(电化学层)。其结果是：其间的氧原子带负电荷，使其得以透过下层进行移动。

“这是决定性的一步”，Brunauer解释说。“未来，我们可以用这个机制来分解水，使其产生氢气。”其中的一项展示已经在进行中；它可在高达400℃的温度下产生高达920mV的无负载电压。

提供这种新式的太阳电池，可望提高电能，而要将水分离成氢与氧原子也变得指日可待。而当移植到工业级时，这种机制除了能够用于产生氢气以外，还可能将二氧化碳(CO2)分离成氧气与一氧化碳(CO)，而这正是生产合成燃料的宝贵资源。为此，Brunauer最近也与其他工业合作伙伴连手成立了一家新创公司NovaPECC。