Υποβρύχια φωτοβολταϊκά κάνουν κάτι καλό με τα αέρια του θερμοκηπίου

0
961

Φανταστείτε μια τεχνολογία που θα επέτρεπε σε υποβρύχιες φωτοβολταϊκές κυψέλες να παράγουν ενέργεια και να καταπολεμούν την κλιματική αλλαγή.

Μηχανικοί από το αμερικανικό Πανεπιστήμιο Στάνφορντ στην Καλιφόρνια μόλις πέτυχαν κάτι τέτοιο. Ανέπτυξαν τις αρχές σχεδιασμού ενεργειακά αποδοτικών φωτοβολταϊκών κυψελών ανθεκτικών στη διάβρωση που προκαλεί το νερό.

Όπως μεταδίδει το stanford news, η διαδικασία αυτή μπορεί να αποτελέσει ένα τεράστιο άλμα προς τη μετατροπή των αερίων του θερμοκηπίου σε κάτι θετικό για τον πλανήτη.

«Αντί να τροφοδοτούν το δίκτυο με ηλεκτρική ενέργεια, αυτές οι φωτοβολταϊκές κυψέλες θα μπορούσαν να πυροδοτήσουν χημικές αντιδράσεις που θα μετέτρεπαν τα αέρια του θερμοκηπίου σε καύσιμο.

Τη νέα εργασία που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση Nature Materials πραγματοποίησαν ερευνητές του Stanford με επικεφαλής τον Πωλ ΜακΙντάιρ, ειδικό στην επιστήμη υλικών και διευθυντή ενός εργαστηρίου που πρωτοπορεί στον αναδυόμενο τεχνολογικό κλάδο της τεχνητής φωτοσύνθεσης.

—Η τεχνητή φωτοσύνθεση

Τεχνητή φωτοσύνθεση ονομάζεται η διαδικασία δημιουργίας χημικών προϊόντων με τη χημική ένωση νερού και διοξειδίου του άνθρακα μέσω της αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας.

Τα φυτά φωτοσυνθέτουν χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια για να παράξουν θρεπτικά σάκχαρα, δηλαδή την τροφή τους, μέσω του συνδυασμού του νερού και του διοξειδίου του άνθρακα.

Η τεχνητή φωτοσύνθεση στις υποβρύχιες ηλιακές κυψέλες χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια από ειδικά σχεδιασμένα φωτοβολταϊκά για να παραγάγει βιομηχανικά καύσιμα από τον συνδυασμό του νερού με δεσμευμένο διοξείδιο του άνθρακα.

Δύο είναι οι μεγάλες προκλήσεις για την τεχνητή φωτοσύνθεση: τα συμβατικά φωτοβολταϊκά πυριτίου διαβρώνονται κάτω από το νερό, ενώ οι ανθεκτικές στη διάβρωση ηλιακές κυψέλες δεν μπορούσαν να συλλέξουν αρκετή ηλιακή ακτινοβολία κάτω από το νερό για να τροφοδοτήσουν τις επιδιωκόμενες χημικές αντιδράσεις.

Όλα αυτά μέχρι το 2011, όταν το εργαστήριο του ΜακΙντάιρ ανέπτυξε ηλιακές κυψέλες ανθεκτικές στη διάβρωση του νερού. Στη νέα εργασία, ο ΜακΙντάιρ και ο διδακτορικός φοιτητής Άντριου Σόιερμαν δείχνουν πώς μπορεί να αυξηθεί η αποδοτικότητα των εξειδικευμένων υποβρύχιων κυψελών σε επίπεδα ρεκόρ.

«Τα ευρήματα της μελέτης είναι σημαντικά όχι διότι σηματοδοτούν ένα νέο ρεκόρ στην αποδοτικότητα των κυψελών πυριτίου τεχνητής φωτοσύνθεσης, αλλά θέτουν και νέα σχεδιαστικά κριτήρια για την επίτευξη υψηλής αποδοτικότητας σε ένα ευρύ φάσμα ημιαγωγών, αντιδιαβρωτικών επικαλύψεων και καταλυτών» σημειώνει ο ΜακΙντάιρ.

Σε παγκόσμια κλίμακα, αυτή η διαδικασία μπορεί να εξελιχθεί σε εξαιρετικά αποτελεσματικό εργαλείο κατά της Κλιματικής Αλλαγής. Η ιδέα είναι τα αέρια του θερμοκηπίου από τα φουγάρα των εργοστασίων ή την ατμόσφαιρα να διοχετεύονται σε τεράστιες, διάφανες χημικές δεξαμενές. Μέσα στις δεξαμενές, ηλιακές κυψέλες θα μετατρέπουν τα αέρια του θερμοκηπίου και το νερό σε αυτό που ενίοτε ονομάζεται «ηλιακά καύσιμα».

«Έχουμε πετύχει υψηλά επίπεδα αντοχής στη διάβρωση και πολύ υψηλή ενεργειακή αποδοτικότητα για να αναπτύξουμε ένα βιώσιμο σύστημα» αναφέρει ο Σόιερμαν.

«Μέσα σε πέντε χρόνια θα έχουμε κατασκευάσει πλήρη συστήματα τεχνητής φωτοσύνθεσης που θα μετατρέπουν τα αέρια του θερμοκηπίου σε καύσιμο» προσθέτει.

econews

Σχόλια