вести

Према неким проценама, количина сунчеве енергије која доспе до површине земље за годину дана већа је од збира све енергије коју можемо произвести користећи необновљиве ресурсе.Технологија неопходна за претварање сунчеве светлости у електричну енергију брзо се развила, али ниска ефикасност складиштења и дистрибуције те електричне енергије и даље представља велики проблем, што соларну енергију чини непрактичном у великим размерама.
Међутим, истраживачи са Академије УВА и Школе за уметност и науку, Калифорнијског института за технологију и Националне лабораторије Аргонне при Министарству енергетике САД, Националне лабораторије Лоренса Берклија и Националне лабораторије у Брукхејвену направили су открића која могу елиминисати ову кључну препреку у процес, ово откриће представља огроман корак ка будућности чисте енергије.
Један од начина коришћења соларне енергије је коришћење сунчеве енергије за разбијање молекула воде у кисеоник и водоник.Водоник произведен овим процесом се складишти у облику горива, може се преносити са једног места на друго и користити за производњу електричне енергије по потреби.Да би се молекули воде разградили на њихове саставне делове, неопходан је катализатор, али каталитички материјали који се тренутно користе у овој методи (такође се називају реакција евакуације кисеоника) нису довољно ефикасни да би овај метод учинили практичним.
Међутим, користећи иновативну хемијску стратегију коју је развио УВА, група истраживача на челу са професорима хемије Сен Џангом и Т. Брентом Гуноом произвела је нови тип катализатора користећи кобалт и титанијум.Предност ових елемената је у томе што су они сами по себи богатији од других уобичајено коришћених каталитичких материјала који садрже племените метале као што су иридијум или рутенијум.
Доцент хемије Зханг Сен (лево) и професор хемије Комонвелта Т. Брент Гуно (у средини) воде истраживачки пројекат који има за циљ побољшање основа нове соларне технологије.Чанг Лиу (десно), студент четврте године постдипломског студија у Џанговој лабораторији, први је аутор њиховог рада објављеног у Природној катализи.Извор слике: Универзитет Вирџиније
„Нови процес укључује стварање активних каталитичких места на атомском нивоу на површини нанокристала титанијум оксида.Ова технологија може произвести издржљиве каталитичке материјале и може боље покренути реакције ослобађања кисеоника.рекао је Зханг.„Нове методе за ефикасне катализаторе реакције производње кисеоника и њихово основно разумевање су кључ за прелазак на широку употребу обновљиве сунчеве енергије.Овај рад је како оптимизовати катализаторе за технологију чисте енергије прилагођавањем наноматеријала на атомској скали Савршен пример ефикасности.”
Према Гунноеу, „Ова иновација је усредсређена на резултате Зхангове лабораторије и представља нови начин за побољшање и разумевање каталитичких материјала.Резултат укључује комбинацију напредне синтезе материјала, карактеризације нивоа атомске енергије и теорије квантне механике.”
„Пре неколико година, УВА се придружила МАКСНЕТ Енерги конзорцијуму.Конзорцијум се састоји од 8 Макс Планк института (Немачка), УВА и Универзитета Кардиф (Велика Британија), који окупљају међународну сарадњу посвећену електрокаталитичкој оксидацији воде.МАКСНЕТ Енерги је семе тренутног заједничког напора наше групе и Зханг Лаб-а.Овај напор је био и биће плодна и плодна сарадња.”Гунное је рекао.
Уз помоћ Националне лабораторије Аргонне и Националне лабораторије Лоренса Берклија и њиховог најсавременијег корисничког центра за апсорпциони спектрометар рендгенских зрака, који користи зрачење за испитивање структуре материје на атомском нивоу, истраживачки тим је открио да катализатор има добро дефинисану површинску структуру, која им омогућава да јасно виде како се катализатор ослобађа током реакције ослобађања кисеоника и може прецизно проценити његов учинак.
„Ово истраживање користи линије рендгенског зрака из напредних извора фотона и напредних извора светлости, укључујући део програма „брзи приступ“ за брзе повратне информације за истраживање нових или хитних научних идеја.Реј физичар Хуа Зхоу, коаутор рада.„Веома смо задовољни што обе ове националне научне корисничке агенције могу да дају значајан допринос тако генијалном и уредном раду у третману воде, што ће обезбедити скок у развоју технологије чисте енергије.
И Напредни извор фотона и Напредни извор светлости су Канцеларија за научне корисничке установе Министарства енергетике Сједињених Држава (ДОЕ), која се налази у Националној лабораторији ДОЕ у Аргону и Националној лабораторији Лоренса Берклија.
Поред тога, истраживачи Калифорнијског института за технологију могу тачно предвидети брзину производње кисеоника коју изазива катализатор користећи новоразвијену методу квантне механике, тако да истраживачки тим има дубље разумевање хемијског механизма реакције.
„Више од пет година смо развијали нову технологију квантне механике да бисмо разумели механизам реакције ослобађања кисеоника, али у свим претходним студијама нисмо били у могућности да одредимо тачну структуру катализатора.Зхангов катализатор има јасну атомску структуру.Утврђено је да је наш теоријски резултат у основи конзистентан са експерименталним опажањима."рекао је Виллиам А. Годдард ИИИ, професор хемије, науке о материјалима и примењене физике на Калифорнијском технолошком институту.Један од главних истраживача пројекта.„Ово пружа прву снажну експерименталну верификацију нашег новог теоријског приступа, и сада га можемо користити да предвидимо још боље катализаторе који се могу синтетизовати и тестирати.Ово је важна прекретница ка глобалној чистој енергији."
Џил Вентон, шеф Одељења за хемију у УВА, рекла је: „Овај рад је добар пример тимског рада УВА и других истраживача посвећених чистој енергији и узбудљивим открићима у овим интердисциплинарним сарадњама.
Рад Жанга, Гуноеа, Џоуа и Годарда објављен је у часопису „Катализа природе“ 14. децембра 2020. Коаутор рада је УВА др Чанг Лиу.Студенти из групе Зханг и Јин Киан са Калифорнијског технолошког института.Ученици у Годард групи.Други аутори су УВА додипломски Колтон Шихан;Зханг Зхиионг, постдокторски сарадник УВА;Постдокторски истраживач Калифорнијског института за технологију Хиеиоунг Схин;три истраживача у Националној лабораторији Лавренце Беркелеи Ие Иифан, Лиу Иисхенг и Гуо Јингхуа;и два истраживача у Националној лабораторији Аргонне, Ван Ганг са Сун Цхенг-јуном;Схуанг Ли и Сооиеон Хванг, два истраживача у Националној лабораторији Броокхавен.Њихово истраживање је подржано од стране корисничких објеката финансираних од стране Националне научне фондације и америчког Министарства енергетике.
Референце: Лиу Цханг, Јин Киан, Ие Иифан, Зхоу Хуа, Сун Цхенгјун, Цолтон Ксихан, Зханг Зхиионг, Зханг Ганг, Ван Ганг, „На површини прозирних брооките ТиО2 наношипова за катализу ослобађања једноцентричне реакције Цо кисеоника“ -Лиу Схенг, Гуо Јингхуа, Ли Схуанг, Схен Хуииинг, Хуанг Ксиуиан, Т. Брент Гуннау, Виллиам Годдард ИИИ и Зханг Сен, 14. децембар 2020, Природна катализа.ДОИ: 10.1038/с41929-020-00550-5
Лабораторија Шац на Државном универзитету Хумболт у Акати, Калифорнија, изумела је водоничну гориву ћелију која може да складишти соларну енергију око 20 година.хттпс://сцхатзцентер.орг/
Ако се постојећем гориву (преко БЦУ) дода само око 5% водоника, оно ће потпуно и ефикасно сагорети у цилиндру мотора.Издувни гас ће бити ЦО, ЦО2 и вода;нема загађења честицама.(Међутим, још увек не може да реши гас стаклене баште глобалног загревања).ДЕФ систему на вашем аутомобилу или камиону више није потребан катализатор, који ће бити чистији.Може да ради чак и ако је мотор хладан.Користили су га у дизел виљушкару у магацину да би ваздух био чист.Резервоар од угљеничних влакана може да држи водоник, а онда се у вашем возилу може користити било који квалитет или врста горива (све док имате исправан ињектор).Након појачавања, можете чак и спалити необрађено отпадно биљно уље у електромотору који сагорева СПАРК (наравно, то може бити и дизел електромотор).„Они“ ово не желе!Сједињене Државе поседују чињеницу да се сав бензин на свету продаје у америчким доларима и тако добија политичку моћ.Ако желите нафту, онда ће вас подржати америчка влада и морате следити њихова упутства.Наравно, многи људи се заиста богате нафтом.Они одржавају систем да ради нормално.Међутим, они нису ти који штите водоник.То је сам светски економски систем.
„Водоник произведен овим процесом се складишти у облику горива, може се преносити са једног места на друго и користити за производњу електричне енергије по потреби…“
Водоник може да исцури насилне ствари и да постане крхки метал.Претпостављам да можемо да искористимо све јефтине, богате графенске плоче да покријемо канале и резервоаре за складиштење... ох, чекај, не.
Кобалт?Наравно, ту нема проблема… Истовремено, произвођачи литијум-јонских батерија покушавају да се „ослободе“ кобалта у катоди.
Некако је уморан од најнепоштенијих мантри о соларној неефикасности.Постоје једноставни начини за ефикасно складиштење енергије, као што је померање камиона испуњеног камењем на падину.
Чак и ако је мало неефикасно, кога брига ако имате неограничене ресурсе, а цена соларних ћелија (које могу да трају и више од 20 година) пада.Ниједна технологија не може да ради 100% ефикасно... Шта мислите, зашто је мотор са унутрашњим сагоревањем превише врућ?Топлота је изгубљена енергија, бука је изгубљена енергија, те вибрације су изгубљена енергија, итд.
Рекли су да ако поновите лаж, лаж постаје веродостојна.Мислим да многи људи такође верују у ову лаж, све „проблеме“ око сунца и ветра… али то је лаж.
Људи, овде нема потребе за научним чудима.Људи то треба да ураде само да би купили струју уместо горива.
Наравно, ја се бавим истраживањем и другим пословима, али молим вас немојте бити неискрени када правите публицитет.Наравно, водоник је користан.Краткорочно, водоник ће морати да се користи за уклањање угљеника из тешких авиона (као што су велики млазни авиони и контејнерски бродови)… Али дуго времена, водоник се сматрао реалним решењем за укупне енергетске потребе човечанства, док се изнова и изнова показало да електрична енергија задовољава већину потреба.
Ако желимо енергетски систем неутралног угљен-диоксида, морамо да користимо обновљиве изворе да бисмо направили зелени водоник.Данас се око половине водоника произведеног у свету, више од 30 милиона тона користи за производњу амонијака.Производња амонијака, који се користи за производњу ђубрива, повећала је приносе усева, чиме је обезбедила храну за 3 милијарде људи широм света.Како популација наставља да расте, биће нам потребно више амонијачног ђубрива.Дакле, ово није потребно само за транспортно гориво.
Овај резултат нема никакву вредност за електролизу.Иако је наука добра, предложена примена је само навијање, а предложени материјал је бескористан за комерцијалну електролизу.Сада можете купити велике алкалне електролизере и они су у комерцијалној употреби од 1920-их.(Погледајте Нел Хидроген, МцПхи или Сиеменс, чак их Цумминс продаје).Алкални електролизатори користе јефтине никлове електроде, које су много јефтиније и лакше за производњу од материјала описаних овде.Алкални електролизатори такође не користе скупе катализаторе племенитих метала, као што су платина и иридијум.Они раде на стотинама милиампера по квадратном центиметру и раде непрекидно више од 60.000 сати.Извештај се чак није ни потрудио да упореди његов катализатор са тренутним електродама од пенастог никла које се користе у комерцијалним системима, нити се потрудио да ради свој катализатор у окружењу катализатора који се користи у комерцијалним системима (20-30% КОХ).Поред тога, стављају катализатор на угљеничну подлогу, што апсолутно није дозвољено у комерцијалним системима.У случају ослобађања кисеоника, угљенични супстрат ће кородирати у ЦО2, што брзо узрокује квар електроде.Реакције корозије такође повећавају енергију система, тако да ионако не можете рећи перформансе катализатора.
Овакве врсте извештаја су бескорисне у овој области, али звучи као да технологија електролизе није комерцијализована.У ствари, можете купити електролизер величине МВ.Данас се електролизом сваке године производи око 2 милиона тона водоника.Проблем је у томе што је водоник произведен парним реформингом метана јефтинији од електролизе.Упркос доступности јефтине електричне енергије и јефтиних електролизера, електролитски водоник и даље сустиже.Пад цене производње обновљиве енергије један је од разлога који промовишу дискусију о зеленом водонику путем електролизе.Такође бих желео да истакнем да Сименс и друге компаније производе гасне турбине које могу да сагоревају 100% водоника.Ефикасност конверзије ове гасне турбине може бити и до 80%, слично постојећим системима турбина на природни гас.
СциТецхДаили: Најбољи дом вести из науке и технологије од 1998. Будите у току са најновијим вестима о технологији путем е-поште или друштвених медија.
Нови дизајн атомског сата користи заплетене атоме како би помогао научницима да открију тамну материју и проучавају ефекат гравитације на време.Атомски сат је…


Време објаве: 21.11.2020