อุปกรณ์ใหม่มีความเป็นเลิศในการผลิตไฮโดรเจนโดยใช้แสงแดดเข้มข้น

การผลิตไฮโดรเจนในปริมาณมากและสามารถทดแทนได้ในเร็วๆ นี้จะเกิดขึ้นได้ด้วยอุปกรณ์ photoelectrochemical ใหม่ที่ขับเคลื่อนด้วยแสงแดดเข้มข้น เมื่อขยายขนาดขึ้น เทคโนโลยีนี้สามารถปฏิวัติวิธีการผลิตไฮโดรเจนและทำให้ก๊าซเป็นทางเลือกที่เป็นไปได้สำหรับเชื้อเพลิงฟอสซิล ทั้งแสงแดดและน้ำมีอยู่มากมายบนโลก ดังนั้นการใช้แสงแยกโมเลกุลของน้ำเพื่อสร้างเชื้อเพลิงไฮโดรเจน

จึงมีศักยภาพที่ดีในการสร้างแหล่งพลังงาน

ที่สะอาดและหมุนเวียนได้ ปัจจุบัน วิศวกรเครื่องกลที่ Swiss Federal Institute of Technology ในเมืองโลซานน์ (EPFL) ซึ่งนำโดยSophia Haussenerได้สร้างอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมีที่ใช้รังสีแสงอาทิตย์เข้มข้นเพื่อสร้างเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากน้ำโดยไม่มีผลพลอยได้อันไม่พึงประสงค์

อุปกรณ์สาธิตสามารถถือได้ด้วยมือเดียวและประกอบด้วยเซลล์สุริยะแบบสามจุดต่อคู่ (หรือตัวดูดซับแสง) ที่รวมเข้ากับเซลล์ไฟฟ้าเคมีที่รวมตัวเร่งปฏิกิริยาโดยตรง น้ำทำหน้าที่สองอย่างในอุปกรณ์: เป็นทั้งสารตั้งต้นและสารทำความเย็นที่ควบคุมอุณหภูมิของตัวดูดซับแสง ความร้อนที่กระจายออกไปยังมีประโยชน์อีกด้วย ซึ่งช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยาตัวเร่งปฏิกิริยา

นวัตกรรมการใช้ความร้อน “การใช้น้ำโดยมีวัตถุประสงค์สองประการคือความพิเศษและนวัตกรรมที่แท้จริง [ของอุปกรณ์]” Haussener กล่าว “น้ำไหลผ่าน photoabsorber ก่อน จะถูกทำให้ร้อนโดยการทำให้ photoabsorber เย็นลง แล้วหยดไปทางด้านหลัง ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเคมีที่อุณหภูมิสูงขึ้น” เธออธิบาย

แสงแดดที่เข้มข้นกระทบอุปกรณ์ ทำให้เกิดคู่อิเล็กตรอน-รู หลังจากแยกจากกัน รูเหล่านี้จะถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนวิวัฒนาการของออกซิเจนแบบขั้วบวก ในขณะที่อิเล็กตรอนจะขับเคลื่อนการวิวัฒนาการของแคโทดิกไฮโดรเจน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีจำหน่ายในท้องตลาดสนับสนุนและเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา 

อุปกรณ์ได้รับการทดสอบภายใต้

สภาวะของห้องปฏิบัติการ โดยทำงานภายใต้การฉายรังสีแสงอาทิตย์แบบเข้มข้นที่เกิดจากหลอดไฟที่มีความเข้มสูงถึง 474 kWm −2แสงแดดที่มีความเข้มข้นแทนที่จะใช้ photoabsorber และวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยามากขึ้นจะจำกัดขนาดและต้นทุนโดยรวมของระบบ ซึ่งจะช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและต้นทุนของไฮโดรเจนที่ผลิตได้

ยังแพงกว่าอย่างไรก็ตาม การผลิตไฮโดรเจนด้วยวิธีนี้ยังไม่มีการแข่งขันทางการค้ากับการผลิตก๊าซจากเชื้อเพลิงฟอสซิล Haussener อธิบาย “ในขั้นต้น [การผลิตไฮโดรเจน] จะมีราคาแพงกว่าที่ผลิตในปัจจุบันโดยวิธีการปฏิรูปไอน้ำของก๊าซธรรมชาติที่ไม่สามารถหมุนเวียนได้” เธอกล่าว “ความแตกต่างของราคาจะไม่ใช่ลำดับความสำคัญ แต่มีราคาแพงกว่าสองถึงสี่เท่า”

แม้จะมีต้นทุนการผลิตที่สูงขึ้น แต่ก็มีสาเหตุหลายประการที่ทำให้โซลาร์ไฮโดรเจนมีความน่าสนใจ สามารถทำได้ตามความต้องการและในสถานที่ เช่น ลดต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการขนส่งและการจัดเก็บระยะยาว กระบวนการนี้ยังส่งไฮโดรเจนที่มีความบริสุทธิ์สูงมาก

ระบบเองก็มีข้อจำกัดที่สำคัญบางประการ น้ำปราศจากไอออนจะต้องถูกใช้เป็นสารตั้งต้น ตัวอย่างเช่น และผลการวิจัยคาดการณ์ว่าจะต้องเปลี่ยนตัวเร่งปฏิกิริยาทุกสี่ปี

เวอร์ชันขยายขนาดแม้ว่าปริมาณไฮโดรเจนที่ผลิตได้จากการสาธิตในห้องปฏิบัติการค่อนข้างน้อย แต่มีการสร้างเพียงสิบมิลลิกรัมต่อนาทีเท่านั้น ทีมงานกำลังพัฒนารุ่นขยายขนาดซึ่งควรผลิตได้เกือบหนึ่งกิโลกรัมต่อวัน ขึ้นอยู่กับฟลักซ์สุริยะในท้องถิ่น

โครงสร้าง heterostructure 

ประสิทธิภาพการแปลงภาพถ่ายบันทึกโครงสร้างนาโนของ CdS เป็นเลิศสำหรับการสร้างไฮโดรเจนเวอร์ชันที่ใหญ่กว่านี้ถูกสร้างขึ้นกลางแจ้งและใช้กระจกพาราโบลาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 7 ม. เพื่อให้การแผ่รังสีดวงอาทิตย์เข้มข้นขึ้น 1,000 เท่า (ดูรูป) “จานนี้ได้รับการติดตั้งที่วิทยาเขต EPFL แล้ว และเรากำลังดำเนินการติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของระบบทั้งหมด” Haussener กล่าว และเสริมว่า “เราหวังว่าในอีกสองถึงสามเดือนข้างหน้า ระบบอาจจะ เปิดตัวแล้ว” บริษัทสตาร์ทอัพชื่อSOH-Hytecกำลังทำงานเพื่อนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในเชิงพาณิชย์

Artur Braunที่ EMPA ห้องปฏิบัติการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีวัสดุของสวิสกล่าวว่า “ความเข้มข้นของพลังงานแสงอาทิตย์โดยใช้กระจกปรับโฟกัสทำให้เกิดความได้เปรียบทางเศรษฐกิจ เนื่องจากสามารถเก็บแสงจากแสงอาทิตย์ที่ฉายในพื้นที่ขนาดใหญ่ได้ในราคาถูก จากนั้นจึงมุ่งเน้นไปที่เครื่องปฏิกรณ์โฟโตอิเล็กโทรเคมีขนาดเล็ก” Braun ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการพัฒนาอุปกรณ์กล่าวเสริมว่า “ข้อดีอีกประการ [ของอุปกรณ์] คือใช้พลังงานความร้อนจากดวงอาทิตย์ ซึ่งโดยทั่วไปจะไม่ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์พลังงานแสงอาทิตย์และโฟโตอิเล็กโทรเคมีจากแสงอาทิตย์” ด้วยเหตุนี้ เขาจึงกล่าวว่าระบบควรได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังว่าเป็นทางเลือกหนึ่งเพิ่มเติมสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรเจนจากแสงอาทิตย์

หยางและเฉินและคณะ หวังว่าการออกแบบแบตเตอรี่แบบใหม่นี้จะขจัดปัญหาการติดไฟก่อนหน้านี้ของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ในขณะเดียวกันก็นำเสนอ “แนวคิดที่ใช้พลังงานอย่างหนาแน่นสำหรับแบตเตอรี่ในอนาคตที่คุ้มค่า ปลอดภัย และยืดหยุ่น”

“ในขณะนี้ ผู้ป่วยได้รับการตรวจเฝ้าระวังหลังการรักษามะเร็งเพื่อค้นหาโรคซ้ำ” เขากล่าว “ปัจจุบันเราใช้การทดสอบแบบเดิมๆ เช่น CT เราไม่ทราบว่าการเฝ้าระวังผู้ป่วยด้วย MRI ทั้งร่างกายจะมีประสิทธิภาพมากกว่าทั้งในแง่ของความแม่นยำและความคุ้มค่าที่ใช้การสแกนมาตรฐานหรือไม่”

กลุ่มนี้กำลังทำงานเพื่อตั้งค่าการทดลองแสดง MRI ทั้งร่างกายในบริเวณมะเร็งปฐมภูมิอื่นๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เต้านม นอกจากนี้ พวกเขากำลังร่วมมือกับ Andrea Rockall และเพื่อนร่วมงานของเธอที่ Imperial College London เพื่อดูว่าเทคนิคการเรียนรู้ด้วยเครื่องสามารถช่วยนักรังสีวิทยาในการตีความชุดข้อมูล MRI ทั้งตัวได้หรือไม่

Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตเว็บตรง