Новый метод, разработанный командой из Университета Колорадо в Боулдер преобразует солнечный свет и воду непосредственно в полезное топливо. Метод заключается в концентрации солнечных лучей в солнечной башни для достижения температуры, достаточной для управления химическими реакциями, которые разделяют воду на ее составляющие: кислород и водород. Таким образом, команда говорит, что это должны быть в состоянии дешево производить огромное количество водородного топлива.
Гелиоустановки команды концентратов солнечного света от широкого спектра зеркала в одну точку на вершине высокой башни, чтобы произвести очень высоких температурах. При этом тепло подается в реактор полный оксидов металлов, оксиды нагреваются и выделяют кислород. Восстановленный оксид металла теперь готов для связывания с атомами кислорода. Введение пара в реактор, который также может быть получен путем нагревания воды с солнечным светом, вызывает соединение рисовать атомов кислорода из молекулы воды, оставляя за собой водород молекул, которые могут быть собраны в виде газообразного водорода.
Хотя концепция с использованием массива зеркала для концентрации солнечного света в одной точке на вершине высокой башни, нет ничего нового, будучи той же метод, используемый в солнечных тепловых электростанций башни , есть определенные ключевые различия здесь. Как правило, солнечный свет концентрируется примерно от 500 до 800 раз в стандартной солнечной конструкции башни власть достигают температуры около 500 º C и производят пар, который приводит в движение турбину для выработки электроэнергии. Для расщепления воды требуется температуре около 1350 ° C, которая является достаточно горяча, чтобы расплавить сталь.
Чтобы получить эти виды температурах, команда добавила дополнительные зеркала внутри башни к дальнейшей концентрации солнечного света на реакторе и активного материала. Хотя это не слишком отличается в принципе от использования увеличительного стекла, чтобы сосредоточить солнечный свет на лист бумаги, чтобы заставить его гореть, эта установка позволяет отраженным солнечным светом, сосредоточены до 2000 раз. "Мы пытаемся использовать солнечный свет водить химические реакции, которые требуют более высоких температурах, чем сжигание", говорит Масгрейвом.
Большой прорыв произошло, когда команда обнаружила определенные активные вещества, которые позволили оба эти химические реакции (снижение оксида металла и повторного окислительной его с паром) происходить при той же температуре.
Хотя нет никаких рабочих моделей, обычные теория подсказывает, что изменение температуры необходимо, чтобы два различных реакций - высокой температуре для снижения оксидов и низкую температуру для повторного окисления. Вместо этого, введение или отсутствие пар используется для приведения в действие различных реакций и некоторые уникальные свойства оксида металла, соединения, используемые делает это возможным.
"Мы определили, что обе реакции может определяться при той же температуре около 2500 ° F (1371 ° C),« Масгрейва сказали нам. "Даже если мы сталкиваемся с постоянной низкой температурой и мы по-прежнему генерировать больше водорода, чем конкурирующие процессы."
Алан Веймер, лидер исследовательской группы говорит, что устранение время и энергию, необходимую для скачки температур позволяет им заработать больше водорода в заданный промежуток времени. Для получения еще более водородных топливных они только должны увеличить количество материала в реакторе. "Во многих отношениях наш подход из коробки, где до работы было внутри коробки помощью температуры качели", добавляет он.
По словам команды, огромные солнечные электростанции распространение во многих акрах может производить гораздо больше топлива на акр, чем биотопливо на ту же сумму площадей. Еще одно преимущество, что этот процесс имеет более других возобновляемых технологий, таких, как энергия ветра и солнечных батарей, является то, что она направляет солнечный свет, чтобы напрямую управлять химическими реакциями для производства топлива для использования в двигателях внутреннего сгорания или топливных элементов. В отличие от фотоэлектрических процессов сначала преобразовать солнечный свет в электричество, снижая общую эффективность.
«Нашей целью является производство водорода (Н2) при $ 2/кг H2," Веймер рассказывает Gizmag. "Это эквивалентно около $ 2/gallon (3,7 л) бензина на основе пробега в автомобиле топливных элементов по сравнению с двигателем внутреннего сгорания сегодня". С помощью солнечной тепловой, команда считает, что они могут произвести 100 000 кг (222 460 фунтов) водорода в день, что достаточно для работы более 5000 автобусов ежедневно.
Хотя технология имеет потенциал, коммерциализация еще может быть через несколько лет благодаря продолжающейся жесткой конкуренции из ископаемого топлива.
|
