Μια αποδοτική, χαμηλού κόστους συσκευή η οποία διασπά νερό για να παράγει καύσιμο υδρογόνου ανέπτυξαν ερευνητές του Rice University.
Η πλατφόρμα που αναπτύχθηκε από το εργαστήριο του Τζουν Λου ενσωματώνει ηλεκτρόδια καταλύτες και ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη που, όταν ενεργοποιούνται από το φως του ήλιου, παράγουν ηλεκτρισμό. Το ρεύμα ρέει προς τους καταλύτες, που μετατρέπουν το νερό σε υδρογόν και οξυγόνο, με ιδιαίτερα υψηλή αποδοτικότητα.
Η κατάλυση αυτού του είδους δεν είναι κάτι νέο, ωστόσο το εργαστήριο κατάφερε να συγκεντρώσει ένα στρώμα περοβσκίτη και τα ηλεκτρόδια σε ένα και μόνο «πακέτο», που, όταν ρίχνεται στο νερό και εκτίθεται στο ηλιακό φως, παράγει υδρογόνο.
Η πλατφόρμα που παρουσίασαν οι Τζουν Λου και Τζιά Λιάνγκ, καθώς και συνάδελφοί τους στο ACS Nano της American Chemical Society, αποτελεί ένα αυτάρκες μέσο παραγωγής καυσίμου που, όπως λένε, θα ήταν απλό να παραχθεί μαζικά.
«Η ιδέα είναι σε μεγάλο βαθμό παρόμοια με ένα τεχνητό φύλλο» είπε ο Λου. «Αυτό που έχουμε ένα ένα ενσωματωμένο όργανο που μετατρέπει το ηλιακό φως σε ηλεκτρισμό που βάζει μπροστά μια ηλεκτροχημική αντίδραση. Χρησιμοποιεί νερό και ηλιακό φως για να παράξει χημικά καύσιμα».
Οι περοβσκίτες είναι κρύσταλλοι με κυβοειδή πλέγματα που συλλέγουν φως. Οι πιο αποδοτικές ηλιακές κυψέλες που έχουν παραχθεί ως τώρα επιτυγχάνουν αποδοτικότητα άνω του 25%, μα τα υλικά είναι δαπανηρά και τείνουν να φθείρονται από το φως, την υγρασία και τη θερμότητα.
«Ο Τζιά αντικατέστησε τα πιο ακριβά τμήματα, όπως η πλατίνα, σε ηλιακές κυψέλες περοβσκίτη με εναλλακτικές όπως ο άνθρακας» είπε ο Λου. «Αυτό χαμηλώνει το όριο εισόδου για εμπορική αξιοποίηση. Συσκευές τέτοιο είδους είναι πολλά υποσχόμενες επειδή δημιουργούν ένα σύστημα που είναι βιώσιμο. Αυτό δεν χρειάζεται ενέργεια από έξω για να συνεχίσει να λειτουργεί η συσκευή».
Όπως τόνισε ο Λιάνγκ, το κομμάτι- κλειδί ίσως να μην είναι ο περοβσκίτης μα το πολυμερές που τον εγκιβωτίζει, προστατεύοντας τη συσκευή και επιτρέποντας να παραμένει βυθισμένη για μακρές περιόδους. «Άλλοι έχουν αναπτυξει συστήματα κατάλυσης που συνδέουν την ηλιακή κυψέλη έξω από το νερό με βυθισμένα ηλεκτρόδια μέσω καλωδίου» είπε. «Εμείς απλοποιούμε το σύστημα εγκιβωτίζοντας το στρώμα περοβσκίτη με ταινία Surlyn (πολυμερούς)».
«Με έναν έξυπνο σχεδιασμό συστήματος μπορείς να φτιάξεις ένα αυτάρκες κύκλωμα» είπε ο Λου. «Ακόμα και όταν δεν υπάρχει ηλιακό φως, μπορείς να χρησιμοποιείς αποθηκευμένη ενέργεια υπό τη μορφή χημικού καυσίμου. Μπορείς να βάζεις τα προϊόντα υδρογόνου και οξυγόνου σε χωριστές δεξαμενές και να ενσωματώσεις άλλη μια συσκευή σαν κυψέλη καυσίμου για να μετατρέπεις αυτά τα καύσιμα ξανά σε ηλεκτρισμό».
