اثنان بت من التكنولوجيا المستقبلية يأخذون البطاريات إلى المستوى التالي

الهيدروجين هو وقود المستقبل ، واليوم قام فريق من الباحثين من جامعة ستانفورد بتقريب خطوة واحدة من استخدام المياه لتشغيل سياراتنا.

تأخذ هذه التقنية طبقات نانوية من البزموت الفاناديت ، وهو مركب يستخدم في صناعة أصباغ صفراء ، ويستخدمها كخلايا شمسية لتقسيم المياه إلى هيدروجين للحصول على الوقود. ولم يتوقف يي تسوي ، الكيميائي من جامعة ستانفورد ، عن تحسين انقسام الهيدروجين. وهو يعمل أيضًا على إنشاء البطاريات اللازمة للاحتفاظ بالطاقة الناتجة عن الطاقة الشمسية.

يقول تسوي: "يجب أن تكون مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح قادرة على توفير الطاقة على مدار الساعة للشبكة الكهربائية ، حتى في حالة عدم وجود ضوء الشمس أو الرياح". "سيتطلب ذلك بطاريات غير مكلفة وغيرها من التقنيات منخفضة التكلفة كبيرة بما يكفي لتخزين فائض من الطاقة النظيفة للاستخدام عند الطلب".

تتمثل إحدى المشكلات الكبيرة المتعلقة باستخدام الهيدروجين كوقود في أن الأمر يستغرق عادةً الوقود الأحفوري لإنشاء طاقة كافية لإجبار الجزيئات على الانفصال. في البحث المنشور في تقدم العلوم غطى Cui وفريقه طبقة من 200 نانومتر من vanadate البزموت مع مخاريط من السيليكون وطبقتها على البيروفسكايت ، وهي وحدة ضوئية أخرى رخيصة الثمن.

على مدار عشر ساعات ، حولت الخلية الطاقة الشمسية إلى هيدروجين بمعدل كفاءة يبلغ 6 في المائة تقريبًا ، وهو تحسن كبير من تحويلات الطاقة الشمسية إلى هيدروجين أخرى.

يقول إيان شارب ، الباحث في الطاقة الكهروضوئية في مختبر لورنس بيركلي الوطني: "أود أن أقول إنه أمر مثير للإعجاب بالتأكيد ، لكنني لست متأكدًا مما إذا كانت اللعبة تتغير". تحويل الكفاءة ، وأن تكون مستقرة لمدة 20-30 سنة ، وليس فقط على نطاق ساعات. ومع ذلك ، يقول Sharp ، إنها بالتأكيد خطوة في الاتجاه الصحيح.

ويقول تسوي إن هذا الجهاز لديه مجال كبير للتحسين. الجزء الثاني من المعادلة هو بطارية لتخزين الطاقة - مما أدى إلى إعادة تصميم تسوي لبطارية الزنك والنيكل. تعد بطاريات الزنك والنيكل رخيصة نسبيًا ، ولكن مع مرور الوقت تشكل أيونات الزنك سلاسل عبر البطارية وتتسبب في نقصها. لمنع هذا ، قام كل من Cui و Shougo Higashi ، الكيميائي في Toyota Central R&D Labs Inc ، بفصل الأقطاب الكهربائية بالبلاستيك واهانتهما بالكربون.

على الرغم من أن إعادة التصميم هذه تسمح بإعادة الشحن ، إلا أن الفريق قادها خلال 800 دورة شحن فقط. هذا تحسن كبير ، لكن هاتفك به من 2000 إلى 3000 إعادة تدوير.

قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن يغير هذا البحث عالم الطاقة ، لكن اليوم الذي يمكننا فيه تشغيل سياراتنا وغيرها من التقنيات على القليل من الماء وأشعة الشمس قد لا يكون بعيدًا في المستقبل.