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功率技術/新能源  

創新光化學電池結合太陽能與化學儲存

上網時間: 2016年02月19日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:化學電池  太陽 

維也納科技大學(Vienna Technical University)的研究人員開發出一款創新的光化學電池,可在室溫下儲存來自紫外線(UV)的能量。

事實上,植物就能達到這個目的:植物能擷取陽光,並透過化學反應儲存其能量。長久以來,許多研究人員試圖透過技術複製這一機制,但至今都無法達到相同的效率。透過太陽光電系統能夠將陽光直接轉換成電能,但現有的太陽電池效率並不高,尤其是在高溫下。如果將電能用於產生氫,就能以化學的形式進行儲存;然而,同樣地,這種過程的效率也極其有限。

維也納科技大學的科學家們開發出一種新的概念:他們成功地結合高溫光電系統與電化學元件,從而可利用UV光源經由陶瓷電解質薄膜泵送氧離子。換言之,他們成功地以化學方式來儲存UV光源的能量。這種方式可能更有趣些,因為只需利用UV光源,就能引導將水分離成氧和氫的方式。

維也納科技大學博士研究生Georg Brunauer在其論文中介紹如何利用鈣鈦礦混合金屬氧化物以取代矽基材料,從而打造出太陽電池。透過結合多種鈣鈦礦,他成功地打造出結合高溫光電系統與電化學的太陽電池。這種電池由兩種不同的分層組成。在電池的上層(光電層),透過照明產生自由電荷載流子。然而,相較於一般的太陽電池,這種電荷載流子可立即轉移至下層(電化學層)。其結果是:其間的氧原子帶負電荷,使其得以透過下層進行移動。

「這是決定性的一步」,Brunauer解釋說。「未來,我們可以用這個機制來分解水,使其產生氫氣。」其中的一項展示已經在進行中;它可在高達400℃的溫度下產生高達920mV的無負載電壓。

提供這種新式的太陽電池,可望提高電能,而要將水分離成氫與氧原子也變得指日可待。而當移植到工業級時,這種機制除了能夠用於產生氫氣以外,還可能將二氧化碳(CO2)分離成氧氣與一氧化碳(CO),而這正是生產合成燃料的寶貴資源。為此,Brunauer最近也與其他工業合作夥伴聯手成立了一家新創公司NovaPECC。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Solar power, stored chemically,by Christoph Hammerschmidt)





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