„Major Discovery“ od MIT mohl uvolnit sluneční revoluci

Všechny Novinky

oxygen-nocera.jpgV revolučním skoku, který by mohl přeměnit sluneční energii na hlavní zdroj energie, překonali vědci MIT hlavní bariéru: jak ukládat energii pro použití, když nesvítí slunce.

Až dosud byla solární energie zdrojem energie pouze pro denní dobu, protože skladování extra solární energie pro pozdější použití je neúnosně nákladné a hrubě neefektivní. Vědci ve čtvrtek oznámili, že napodobováním systému skladování energie v rostlině narazili na jednoduchý, levný a vysoce účinný proces skladování solární energie.(Správně, výzkumník Daniel Nocera,foto Donna Coveney)


Tento objev, který nevyžaduje nic jiného než bohaté netoxické přírodní materiály, by mohl odemknout nejúčinnější zdroj energie bez uhlíku ze všech: slunce. 'Toto je nirvána toho, o čem jsme už roky mluvili,' řekl Daniel Nocera z MIT, profesor energetiky Henryho Dreyfuse na MIT a hlavní autor článku popisujícího práci v časopise Science z 31. července. 'Solární energie byla vždy omezeným a vzdáleným řešením.' Nyní můžeme o sluneční energii vážně uvažovat jako o neomezené a brzy. “

Inspirovaný fotosyntézou prováděnou rostlinami, nebývalý proces umožní, aby sluneční energie byla použita k rozdělení vody na vodík a kyslíkové plyny. Později mohou být kyslík a vodík rekombinovány uvnitř palivového článku a vytvářet bezuhlíkovou elektřinu pro napájení vašeho domu nebo vašeho elektromobilu, ve dne nebo v noci.

Klíčovou součástí procesu je nový katalyzátor, který produkuje plynný kyslík z vody sestávající z kovového kobaltu, fosfátu a elektrody. Když elektrodou prochází elektřina - ať už z fotovoltaického článku, větrné turbíny nebo jiného zdroje - tvoří kobalt a fosfát na elektrodě tenký film a vytváří se plynný kyslík. Systém může duplikovat reakci štěpení vody, ke které dochází během fotosyntézy. Když se k výrobě plynného vodíku použije jiný katalyzátor, lze kyslík a vodík kombinovat uvnitř palivového článku a vytvářet bezuhlíkovou elektřinu pro napájení domu nebo elektrického automobilu, ve dne i v noci.

Nový katalyzátor pracuje při pokojové teplotě ve vodě s neutrálním pH a jeho nastavení je snadné, řekl Nocera. 'Proto vím, že to bude fungovat.' Je to tak snadné implementovat, “řekl.


„Obrovský skok“ pro čistou energii

Sluneční světlo má největší potenciál ze všech zdrojů energie k řešení energetických problémů světa, uvedl Nocera. Za hodinu zasáhne Zemi dostatek slunečního světla, aby zajistil energetickou potřebu celé planety po dobu jednoho roku.


James Barber, lídr ve studiu fotosyntézy, který se tohoto výzkumu nezúčastnil, nazval tento objev „obrovským skokem“ směrem k hromadné výrobě čisté a bezuhlíkové energie.

'Jedná se o velký objev s obrovskými důsledky pro budoucí prosperitu lidstva,' řekl Barber, profesor biochemie Ernst Chain na Imperial College v Londýně. 'Význam jejich objevu nelze přeceňovat, protože otevírá dveře pro vývoj nových technologií pro výrobu energie, čímž snižuje naši závislost na fosilních palivech a řeší problém globálních změn klimatu.'

'Jen začátek'

V současné době dostupné elektrolyzéry, které rozdělují vodu na elektřinu a často se používají průmyslově, nejsou vhodné pro umělou fotosyntézu, protože jsou velmi drahé a vyžadují vysoce základní (neškodné) prostředí, které má málo společného s podmínkami, za kterých fotosyntéza funguje.

Pro integraci nového vědeckého objevu do stávajících fotovoltaických systémů je třeba udělat více inženýrských prací, ale Nocera uvedl, že je přesvědčen, že se tyto systémy stanou realitou.

'Je to jen začátek,' uvedl Nocera, hlavní řešitel projektu sluneční revoluce financovaného z Chesonis Family Foundation a spoluriaditel střediska Eni-MIT Solar Frontiers Center. 'Vědecká komunita s tím bude opravdu běhat.'

Nocera doufá, že do 10 let budou majitelé domů schopni napájet své domovy za denního světla pomocí fotovoltaických článků, přičemž přebytečnou sluneční energii budou využívat k výrobě vodíku a kyslíku k napájení vlastního palivového článku pro domácnost. Elektřina po vodiči z centrálního zdroje by mohla být minulostí.


Tento projekt je součástí iniciativy MIT Energy Initiative, programu, jehož cílem je pomoci transformovat globální energetický systém tak, aby vyhovoval potřebám budoucnosti, a pomoci vybudovat most k budoucnosti zlepšením dnešních energetických systémů. Ředitel MITEI Ernest Moniz, Cecil a Ida Green, profesor fyziky a technických systémů, poznamenali, že „tento objev v laboratoři Nocera ukazuje, že přechod transformace našeho systému zásobování energií na systém založený na obnovitelných zdrojích bude do značné míry záviset na hraniční základní vědě.“

Úspěch laboratoře Nocera ukazuje dopad kombinace zdrojů financování - vlády, filantropie a průmysl. Tento projekt byl financován z National Science Foundation a z Chesonis Family Foundation, které letos na jaře poskytly MIT 10 milionů dolarů na zahájení projektu solární revoluce s cílem uskutečnit rozsáhlé nasazení sluneční energie do 10 let.