Масштабируемое хранилище энергии — это хранилище энергии, которое может использовать каждый. Эта технология должна проникнуть в общество и вытеснить существующую энергетическую инфраструктуру, основанную на углероде. Практически вся используемая нами энергия - это запасенная энергия. Например, когда у нас горит свет, это все исходит от электростанции, которая использует источник углерода для производства электроэнергии. Два самых популярных способа хранения энергии - это батареи и топливо. Люди не понимают, что аккумуляторные батареи имеют ограниченную емкость. Лучшие аккумуляторы хранят в 50-100 раз меньше энергии, чем топливо. К примеру автомобиль Tesla. Вы находитесь в огромной батарее. То, в чем вы сидите это массивная батарея, которая заменяет маленький бензобак в задней части вашего автомобиля. Несмотря ни на что, батареи разряжаются до предела и должны заряжаться, как и ваш телефон. Топливо обладает гораздо большей способностью накапливать энергию, когда вы переходите к масштабируемой части. Количество энергии, которое нам понадобится в будущем для резкого сокращения выбросов парниковых газов, будет связано с топливом, и оно не может быть основано на углероде, потому что оно будет продолжать способствовать потеплению климата.
ГАЗЕТА:В 2016 году ваша лаборатория стала соавтором системы искусственного фотосинтеза. Не могли бы вы описать, как это работает, и описать следующий шаг в системе, представленной в этом новом документе?
Дэниел Носера: Вода H2O состоит из – двух атомов водорода и одного кислорода. Вы используете солнечный свет, чтобы перестроить связи воды и произвести водород и кислород. Вы можете использовать водород в качестве топлива через топливные элементы. Он берет водород и кислород из воздуха, а затем генерирует электричество. Мы сделали это много лет назад с разработанной нами системой «Искусственный лист». Он полностью возобновляемый, потому что, когда вы берете водород, который он производит, и рекомбинируете его с кислородом, вы получаете воду, или если у вас есть водород непосредственно в качестве топлива, или в сочетании с диоксидом углерода для получения жидкого топлива, а затем вы сжигаете его. топливо, вы получите воду обратно. Вы не расходуете воду, вы многократно ее используете.
В большинстве других катализаторов, которые расщепляют воду, вода должна поступать из нетронутой окружающей среды, иначе они подвергаются коррозии. Моя группа создала так называемые катализаторы самовосстановления, и они исправляются в реальном времени. Поскольку они самоизлечиваются, вам не нужно использовать чистые источники воды. В конце концов, почти 97 процентов воды в мире нечистые. Это то, что мы добавили в нашу систему в этом последнем подходе. Он сочетает в себе прямой осмос для очистки воды с дальнейшим разделением на необходимые нам элементы, чтобы вы могли взять грязную воду и затем довести ее до стадии чистой воды, которая затем разделяется на водород и кислород.
Это исследование может принести пользу так же и в других областях человеческой жизнедеятельности. Так работает наука.
ГАЗЕТА: Вы говорите, что это может сильно повлиять на экономики бедных стран, не имеющих собственной инфраструктуры, в том числе чтобы иметь легкодоступную питьевую воду?
При поддержке Фонда решения проблемы изменения климата президента Гарварда Дрю Фауста профессор энергетики Паттерсона Роквуда Дэниел Носера и его коллеги создали эффективный метод использования силы света для производства двух мощных видов топлива. Новая технология может открыть дверь для более дешевого производства устройств на альтернативной энергии
Дэниел Носера: Да. Многие люди утверждают, что такая система, нацеленная на загрязненные источники, не нужна и что чистой воды достаточно, когда вы очищаете ее промышленным способом, как здесь, в США. Все забывают, что большая часть мира, нуждающаяся в чистой энергии, является беднейшей частью не имеющей достаточного количества элементарной чистой пресной воды. Проблема в том, что всякий раз, когда вы входите в эти дискуссии, речь идет о том, что вы живете здесь и сейчас. Многие могут не рассматривать других мест для проживания, и именно эти места определяют будущее энергетики. В конце концов, нам нужно иметь распределенный процесс накопления энергии, работающий с чем угодно. И все, что угодно - это воздух, грязная вода и солнечный свет. Об этом и говорится в этой статье. Мы изобрели множество способов использования любого источника воды, и это еще один способ использования любого источника воды.
ГАЗЕТА: Каковы следующие шаги в этом проекте, помимо попыток найти способы его масштабирования?
Дэниел Носера: Это исследование было инициировано Управлением военно-морских исследований, поскольку военно-морской флот работает исключительно в морской воде. Они хотели посмотреть, сможем ли мы производить кислород для дайверов «в режиме онлайн». Побочным продуктом расщепления воды является кислород. Мы говорим о ценности процесса расщепления воды для получения водорода, но для ВМФ ценен именно кислород. Эта система смогла работать с морской водой, а затем преобразовывать ее в чистый кислород, чтобы дайверы могли дышать. Следующим этапом проекта для меня является получение пригодного для дыхания кислорода из сильно загрязненной воды. Это также может принести пользу многим другим областям наук.
Материал предоставил М.В. Лебедев
https://news.harvard.edu/gazette/story/2021/03/turning-seawater-into-stored-energy/