ترکیب فوتوولتائیک های دمای بالا و پیل الکتروشیمیایی برای برق خورشیدی
به گزارش تاسیسات نیوز، علیرغم پیشرفت های مداوم در راندمان، این واقعیت که آنها تنها زمانی برق می دهند که خورشید می تابد و راندمان ها در دمای حدود 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) بسیار کاهش می یابد، مانع گسترش پیل های خورشیدی سیلیکونی است.
برای رفع این محدودیت ها، دانشمندان TU Wien در وین پیل های خورشیدی بر اساس پروفسکیت را ترکیب کرده اند که در دماهای بالا با پیل الکتروشیمیایی کار می کنند و اجازه می دهند انرژی نور ماوراء بنفش به صورت شیمیایی ذخیره شود.
برخلاف یک پیل متداول که نور را مستقیم به برق تبدیل می کند، سیستم TU Wien از نور ماوراء بنفش برای پمپ کردن مستقیم یون های اکسیژن در یک الکترولیت اکسید استفاده می کند.
طبق تحقیقات این تیم، در عمل پمپ یک ولتاژ جریان باز حدود 920 میلی ولت در دمای 400 درجه سانتیگراد (848 درجه سانتیگراد) تولید می کند. این دمای بالا با تبادل فوتوولتاییک های سیلیکونی با پروفسکیت ها که پتانسیل زیادی در کاربردهای سلول خورشیدی نشان داده اند حاصل می شود.
جرج بانر که تز دکترای خود را روی این تحقیق اجرایی می کند می گوید این روش اجازه می دهد پیل خورشیدی در واحدهای مقیاس بزرگ که نور خورشید را با استفاده از آینه ها روی پیل ها متمرکز می کنند استفاده شده و در عین حال راندمان تبدیل بالا را حفظ شود.
پیل جدید شامل دو بخش مختلف است – یک بخش فوتوالکتریک در بالا و یک بخش الکتروشیمیایی در پایین. در لایه بالایی، درست مثل پیل خورشیدی استاندارد، نور ماوراء بنفش حامل های بار آزادی ایجاد می کند. الکترون های این لایه بلافاصله جدا شده و به لایه پایینی پیل الکتروشیمیایی می روند. در آنجا این الکترون ها برای یونیزه کردن اکسیژن به یون های اکسیژن منفی استفاده می شوند که می توانند بعداً از طریق یک غشا در بخش الکتروشیمیایی پیل حرکت کنند. این مرحله فوتوالکتروشیمیایی مهمی است که محققان امیدوارند به امکان تجزیه آب و تولید هیدروژن بیانجامد.
طبق گفته برانر، سیستم می تواند ارتقا یافته و با افزایش جزیی در تولید برق الکتریکی می تواند از پمپ صِرف یون اکسیژن به تجزیه آب به اکسیژن و هیدروژن تبدیل شود. به علاوه می تواند برای تجزیه دی اکسید کربن به مونوکسید کربن استفاده شود. دراین شیوه نه تنها برق تولید می شود بلکه سوخت ها نیز سنتز می شوند.
انتهای خبر