繼2019年2月研發(fā)出高轉(zhuǎn)換效率聚光型太陽能板,現(xiàn)在洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)團隊又帶來全新的聚光設(shè)備,他們結(jié)合聚光設(shè)備與光電化學(xué)制氫,成功將太陽能轉(zhuǎn)換成氫氣,不僅轉(zhuǎn)換效率高達 17%,使用壽命更可長達4年以上。
目前許多科學(xué)家正為了降低氫能技術(shù)對化石燃料的依賴蜻弧,致力研發(fā)各式綠色制氫技術(shù),但像是光催化蟆盖、光電化學(xué)等太陽能制氫技術(shù)都需要昂貴的催化劑與太陽能電池吓挣,距離商業(yè)化還有一大段距離。有鑒于此拗酌,EPFL 再生能源科學(xué)與工程實驗室(LRESE)已研制全新聚光型設(shè)備川砌,希望能透過聚焦太陽輻射與智能熱管理系統(tǒng)來加強光電化學(xué)制氫效率,進一步降低成本與提高氫產(chǎn)量春哨。
新設(shè)備的亮點在于:太陽能聚光設(shè)備與三五族(III-V)半導(dǎo)體太陽能電池荆隘,其中聚光系統(tǒng)可將照射量(irradiation)提高 474 kW/m2,且由于聚光系統(tǒng)能縮小陽光照射區(qū)域赴背、濃縮太陽輻射椰拒,降低太陽能電池尺寸與用量之余,也能提高轉(zhuǎn)換效率凰荚。
人們也不用擔心過高的溫度會降低太陽能電池效率燃观,設(shè)備還有搭配熱管理系統(tǒng),論文共同作者 Saurabh Tembhurne 表示便瑟,團隊在設(shè)備中有建造水流系統(tǒng)缆毁,用來冷卻太陽能電池溫度,除此之外多余熱量也會轉(zhuǎn)移至加熱催化劑到涂,有效提高化學(xué)反應(yīng)與制氫效率脊框。
根據(jù)團隊在 Nature Energy 發(fā)表的論文,由于該設(shè)備可以在高性能下使用最少的昂貴材料践啄,若可保有一定的轉(zhuǎn)換效率浇雹,那么新型設(shè)備的經(jīng)濟效益將相當高沉御。團隊首先以實驗室獨特的太陽仿真器來進行實驗并測試其性能,實驗有所成之后并再加以改良依筝,目前團隊已將設(shè)備帶離實驗室芋甸,正進行初步測試。研究團隊打造出直徑長達 7 公尺的拋物面鏡剪莲,可以將陽光聚焦 1,000 倍谬咽,且該設(shè)備還是追日系統(tǒng),可隨著隨著日照軌跡改變角度嫂前,提高氫氣生成量污兄。
該團隊表示,新型太陽能設(shè)備可將 17% 的太陽光轉(zhuǎn)換成氫氣萝渐,跟過去光電化學(xué)反應(yīng)最高紀錄相同。項目負責人 Sophia Haussener 表示叛冠,新設(shè)備在晴朗天氣時可生產(chǎn) 1,000 克的氫氣磨慷,足以讓氫燃料車行駛 100-150 公里。LRESE 團隊預(yù)估把奢,新型系統(tǒng)在不更換部分零件的情況下薇痛,可運作超過 30,000 小時,也就是說其壽命最低為 4 年什湘,若將損壞零件汰換长赞,壽命則可超過 20 年。
團隊認為闽撤,目前設(shè)備的電流密度表現(xiàn)佳得哆,輸出功率也高達 27W,團隊已成功加速光電化學(xué)制氫的商業(yè)化進展哟旗。