Αρχική Επιστήμη Aυτοθεραπευτικοί καταλύτες διευκολύνουν την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας με νερό!

Aυτοθεραπευτικοί καταλύτες διευκολύνουν την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας με νερό!

0
Διαφήμιση

Επί του παρόντος, ένας από τους πιο αποτελεσματικούς τρόπους αποθήκευσης της ηλιακής ενέργειας είναι η μεταφορά της ενέργειας σε καταλύτες που διασπούν το νερό σε υδρογόνο και οξυγόνο. Στη συνέχεια, το υδρογόνο μπορεί είτε να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο είτε αργότερα να ανασυνδυαστεί με οξυγόνο για να παράγει νερό και να απελευθερώσει ηλεκτρισμό όταν χρειάζεται.

Ωστόσο, ένα από τα προβλήματα με τη χρήση νερού για την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας είναι ότι οι καταλύτες είναι φτιαγμένοι από στοιχεία (όπως το μαγγάνιο, το κοβάλτιο και το νικέλιο) που διαβρώνουν στο νερό με ουδέτερο pH.

Για να αντιμετωπιστεί αυτό το πρόβλημα, οι ερευνητές έχουν σχεδιάσει αυτοθεραπευτικούς καταλύτες που μπορούν να αναγεννηθούν με την παρουσία άλλων στοιχείων, όπως αρνητικά φορτισμένα φωσφορικά ή βορικά ιόντα.

Ένα από τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά των καταλυτών αυτοθεραπείας είναι ότι, όσο λειτουργούν, δεν υπάρχει κανένα όριο για το πόσες φορές μπορούν να θεραπευθούν.

 katalitis (3).jpg

Τώρα σε ένα νέο άρθρο που δημοσιεύτηκε στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών, δύο από τους ερευνητές που έχουν αναπτύξει τον αυτοθεραπευτικό καταλύτη Cyrille Costentin στο πανεπιστήμιο του Παρισιού Diderot και ο Daniel G. Nocera στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ έχουν διερευνήσει πώς λειτουργεί αυτή η διαδικασία σε πιο λεπτομερές επίπεδο.

Όπως δείχνουν οι ερευνητές στη δουλειά τους, ένας καταλύτης μπορεί να αυτο-θεραπευθεί εάν η διαδικασία αυτο-επούλωσης απαιτεί λιγότερη ενέργεια από εκείνη που απαιτείται για την κανονική λειτουργία του καταλύτη.

katalitis (4).jpg

Ένας απλός τρόπος για τον έλεγχο της διαδικασίας αυτο-επούλωσης είναι η ρύθμιση του ρΗ του διαλύματος, καθώς η ποσότητα ενέργειας που απαιτείται για αυτές τις δύο διαδικασίες εξαρτάται από το pH.

Οι ερευνητές δείχνουν ότι υπάρχει μια κρίσιμη περιοχή “αυτο-επούλωσης” του ρΗ που εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, συγκεκριμένα τη γεωμετρία του κυττάρου διάσπασης νερού και τη συγκέντρωση ρυθμιστικού φωσφορικού ή βορικού.

katalitis (5).jpg

Ευτυχώς για πρακτικές εφαρμογές, οι ερευνητές δείχνουν ότι η αυτοθεραπεία μπορεί να εμφανιστεί σε ένα ευρύ φάσμα τιμών pH, το οποίο επιτρέπει την χρησιμοποίηση των περισσότερων φυσικών πηγών νερού για την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας.

Δεδομένου ότι μεγάλο μέρος της μελλοντικής ζήτησης για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αναμένεται να προέλθει από αναπτυσσόμενες χώρες χαμηλού εισοδήματος, η δυνατότητα χρήσης τοπικών φυσικών πηγών νερού αντί καθαρού νερού για την αποθήκευση ηλιακής ενέργειας θα προσφέρει ένα μεγάλο πλεονέκτημα για την αποδοτική εφαρμογή της τεχνολογίας και σε μεγάλη κλίμακα.

katalitis (1).jpg

 Οι ερευνητές σχεδιάζουν να εργαστούν προς το σκοπό αυτό στο μέλλον.

“Χρησιμοποιούμε αυτόν τον καταλύτη σε συνδυασμό με τα βακτήρια που καθορίζουν το CO2 και το N2 για να κάνουμε τα υγρά καύσιμα και τα λιπάσματα ανανεώσιμα (χρησιμοποιώντας μόνο εισροές αέρα, νερού και ηλιακού φωτός), ανέφεραν οι επιστήμονες

Διαφήμιση

ΑΦΗΣΤΕ ΜΙΑ ΑΠΑΝΤΗΣΗ

Please enter your comment!
Please enter your name here