Sztuczny liść zrewolucjonizuje energetykę?

Czy sztuczny liść ma szansę trafić "pod strzechy"?

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology oraz Uniwersytetu Harvarda pracują nad stworzeniem sztucznego liścia. Pozwoli on na magazynowanie energii ze Słońca.

Amerykanie rozpoczęli prace zmierzające do budowy sztucznego liścia. Ta technologia ma zrewolucjonizować podejście do energetyki solarnej. Nowe urządzenie ma pozwolić na przetwarzanie energii słonecznej w paliwo, które potem będzie można wykorzystać do produkcji energii. Tym paliwem ma być wodór. Wspólnie pracują na tym projektem naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) oraz Uniwersytetu Harvarda. Technologia ma się opierać na zwyczajnych krzemowych ogniwach słonecznych. Mają one jednak być dodatkowo pokryte z obu stron chemicznym katalizatorem. Tak stworzony „sztuczny liść" umieszczony w wodzie ma pozwolić na produkcję wodoru i tlenu dzięki wykorzystaniu energii słonecznej. „Liść" stanie się elektrochemicznym urządzeniem, które wykorzystując energię elektryczną będzie rozdzielać atomy tlenu i wodoru z cząsteczek wody. Casandra Cox z Uniwersytetu Harvarda wskazuje, że projekt zakłada wykorzystanie znanych już technologii. Trzeba jednak je ulepszyć i umieć je odpowiednio połączyć tak by stały się pożądanym „sztucznym liściem".

Obecnie naukowcy pracują nad rozwiązaniem dwóch głównych problemów. Jednym jest znalezienie odpowiedniej kombinacji ogniwa słonecznego i chemicznego katalizatora. Standardowe ogniwa krzemowe produkują napięcie rzędu 0,7 V. Tymczasem do reakcji „rozbicia cząsteczki wody" potrzebne jest napięcie powyżej 1,2 V. Kolejnym problemem jest sama woda. Elektrony w niej muszą przebyć „dużą" odległość między cząsteczkami wody by zamknąć obwód elektryczny. To z kolei obniża efektywność „sztucznego liścia". Naukowcy głowią się więc teraz jak zmniejszyć odległość, jaką w wodzie muszą przebyć elektrony aby zamknąć obwód. Mimo, iż dla laika brzmi to dziwnie, inżynierowie z MIT zapewniają, że jest to kluczowe dla projektu zagadnienie.

Prototy "sztuczny liść" stworzono już w 2011 r. Miał on jednak niską efektywność. Jedynie 4,7 proc. energii słonecznej udało się przetworzyć na paliwo wodorowe. Teraz jednak naukowcy z MIT chcą przekroczyć granicę 16 proc. efektywności dla ogniw krzemowych i 18 proc. dla ogniw opartych na glinie i arsenie. Aby technologia była opłacalna dla powszechnego użytku, zdaniem inżynierów z MIT, wystarczy osiągnąć efektywność 10-15 proc. Za swój cel w tych badaniach Amerykanie stawiają sobie stworzenie taniej, samowystarczalnej technologii z wykorzystaniem powszechnie dostępnych surowców.

(Bar)