В наше время значительное внимание уделяется совершенствованию различных вариантов солнечных батарей. Но во всех рассматриваемых вариантах возможна конвертация энергии света только в электрическую. А ее, как известно, сложно запасать с высокой плотностью.
То ли дело растения, продуктом работы которых является биомасса, более или менее пригодная для изготовления топлива. Группа ученых под руководством Даниэля Носеры (Daniel Nocera) из Массачусетского технологического университета взялась за создание устройства, конвертирующего свет непосредственно в топливо. Причем устройство полностью искусственное, абиогенное.
Основная идея проста – соединить солнечную батарею с электролизером, поместить в воду и собирать продукты. При этом солнечный элемент изготавливается небольшого размера, чтобы его было легче поместить в емкость с водой. Как известно, солнечный элемент обычно содержит p-n-переход, и при освещении p-область заряжается положительно (выделяется кислород), а n-область – отрицательно (выделяется водород).
Сама солнечная батарея выполнена весьма традиционным путем, из допированного (для создания нужных типов проводимости) кремния, а на анод и катод нанесены катализаторы на основе кобальта и никель-цинк-молибденового сплава, соответственно. Они были разработаны в том же коллективе тремя годами ранее.
В данной технологии пока огромное число нерешенных проблем. Во-первых, не отработана система разделения образующихся газов. Во-вторых, КПД устройства пока варьируется от 2,5% (в случае непосредственного закрепления катализатора на поверхности кремния) до 4,7% (в случае соединения их проводами), в это время КПД коммерческих солнечных батарей превосходит 10%. И, наконец, в третьих, на сегодняшний день удобное и компактное хранение водорода до сих пор представляет нерешенную проблему, и это все при том, что водород - куда менее удобная и универсальная форма энергии, чем электричество.
Но изобретатели полны оптимизма, и в их ближайшие планы входит замена кремния на иной полупроводник. Посмотрим, вдруг что-нибудь получится. {Прим. ред. автомобили - игрушки с таким гибридным заряжателем и разделенем водорода и кислорода уже пару лет продаются в Москве за смешную цену :-(}
