收费:科学家发现新的途径来利用太阳的清洁能源未来

抽象太阳能概念

伯克利实验室联合主导的合作与斯菊Tu Freiberg为我们带来了更接近更高效的光伏和太阳能燃料系统的一步。

在过去的50年里,科学家们在光伏技术方面取得了很大进展,将阳光转化为电力,并将阳光和水转化为无碳燃料的人工光合作用装置。但目前这些清洁能源的最先进仍然缺乏竞争从石油的电力或运输燃料竞争的效率。

现在,Berkeley Lab,Desy,欧洲XFEL和德国Freiberg技术大学的科学家们报道自然通信他们发现隐藏的充电发电途径,可以帮助研究人员开发更有效的方法来将阳光转化为电力或太阳能燃料等氢。

借助于贫民的自由电子激光闪光,研究人员在铜酞菁:富勒烯(Cupc:C.)上闪烁超短射频和X射线激光器60.)材料,用于研究充电产生机制的时间分辨率为290 Femtoseconds(290千分之二)。

电荷途径

由伯克利实验室的研究通过铜酞菁(Berkeley Lab)的研究揭开了一种未知的途径:富勒烯材料,使高达22%的吸收的红外光子成单独的电荷。信贷:Oliver Gessner / Berkeley Lab和Friedrich Roth / Technical University大学Bergakademie Freiberg

将光的超短脉冲与称为时间分辨的X射线照相激光谱(TRXPS)的技术相结合,使研究人员能够实时观察和计数Cupc:C吸收的许多红外光子60.形成有用的单独的电荷,以及只有多少吸收的光子仅导致加热材料。

他们独特的方法揭开了Cupc:C的未知途径60.伯利斯Gessner表示,伯利斯·佩斯纳(Berkeley Lab)化学科学研究部门和当前研究共同作者的高级科学家奥利弗Gessner表示,最高可达22%的红外光子。

以前的CUPC研究:C60.通常通过测量在光伏或光催化装置中使用材料时产生的电荷或氢气量或氧气的总量来评估系统的效率。“然而,只有告诉你整个过程的效率如何,从光吸收直到水分分裂,”Gessner说。“但是在这些系统之间发生了很多,这在这些系统中没有得到很好的理解 - 如果我们不明白这些之间的步骤,我们无法开发更有效的光收集系统。我们的研究将帮助人们开发更好的模型和理论,以便我们可以到达那里。“

参考:“通过飞秒时间分辨XPS直接观察有机光收集系统中的电荷分离”弗里德里希·罗斯,马里奥·沃尔湾,卢卡斯·韦哈勒,约翰内斯马赫,斯蒂夫文·普鲁克,古德纳布伦纳,朱谟·梅尔鲁里奥,塞尔奇·莫德托夫,威尔弗里德·沃尔特,奥利弗Gessner和Wolfgang Eberhardt,2021年2月19日,自然通信
DOI:10.1038 / S41467-021-21454-3

10评论“收费:科学家发现新的途径来利用太阳的清洁能源未来”

  1. 如果美国人均每人的能源使用10kW,则每人的250W面板,US NE的容量率为14%,最佳窗口状态为20%,您每面板AVG年度35-50W没有存储。因此,每人约为200-300面板。大多数峰值能量不会用于网格使用,但转换为Synfuels,并且成为冬季使用所需的存储,可能在夏季从夏季到冬季往返16%的效率往返。

    所以谁认为太阳能经济只有在每人200-300面板上才能持续20年。加上它的所有其他东西,逆变器10yrs左右。这可以通过每人每人每人每人每人永久添加1面板来完成。没关系,我们被告知面板将来几乎是免费的。如果他们的价格如此低,那么谁将想回收燃料流..

    在想象的巨大规模上,当我们承认我们的“人均能源使用”时,绝对没有任何清晰的太阳能,看看桌子的维基百科。

    • 实际上,美国的平均容量因素是24.9%。此外,250个W面板处于低端,较新的面板,高达400 W.和10kWHR AVG美国电力消耗是每户,而不是人均。因此,重新计算......每人在40到64个面板之间(取决于较新的VS旧面板)。一些电池存储器有用,但更好的是主要网格的互连,例如,东海岸的傍晚可以从西部的下午太阳能获得电力。最后,太阳能变得如此便宜(而且价格仍然迅速),这对过度建设有意义。现在建立了下一个最便宜的源,风和网格来分发电源,您可以轻松地为国家提供100%可再生能源的国家。

      • 谢谢。Trina Solar与超过600瓦的面板出来

      • 让我们看看可再生行业设计,并建造一个带有1mWe的电力输出的大黑匣子一年(所以31.6TJE),但完全符合全年的网格需求。您可以使用太阳能电池板,风,水电,电池和氢气生产以及尽可能多的土地,但绝对没有化石投入。完成后,告诉我们成本,土地使用,面板,涡轮机,锂电片,铂金输入,预期寿命,之后回收和所有其他细节。假设US / EU AVG年度太阳能风浪和容量因素。美国经济大约是3TW的主要功率等同于1TWE作为电气,所以我们需要1米这些盒子。祝你的作业祝你好运。

        单一Moltex 1亿美元的1Gwe熔盐发电厂将在几英亩的土地上匹配1000亩,因此您的资本预算为M左右。这一块2gW热反应堆块可以适合半卡车的背面。加拿大刚刚资助了这一反应堆的第一个小规模模型。

        要启动事物,10kW太阳系搜索可以在Solar estims.org上给我3美元/ W.org。因此,US NE中使用逆变器225W面板使1GJE / YR为700美元左右。所以31,600 * 700是2200万美元。我们甚至没有标准化输出才能匹配网格。它会在晚上和冬天寒冷。当盒子结束时,成本将至少为3-4。土地使用每面板约为5平方米,所以150k平方米或0.15平方公里。为1TWE从800万平方公里的美国地区出来0.15亿平方公里。假设电池效果用于生产和峰值能量到储氢,但土地使用可能会加倍。

        10kW是主要能量使用(如此实际上电力),不与每户10kwhr /天(e)混淆。查看Llnl能量流图和Wikipedia国家的人均能源使用。

      • “......主要网格的互连,使东海岸的傍晚可以从西部的下午太阳能获得电力。”

        您是否假设传输损耗将用于从西部的2或3个时间区获得能量?谁将在傍晚供应“西方”?我不认为你真的通过了这一点!

  2. ......当我记得,那看起来有点,什么,什么......

  3. “......清洁能源仍然缺乏竞争电力的效率......源于石油。”

    这显然是假的。商业风和太阳能是最便宜的电力,现在已经多年了。甚至增加电池存储器,以提供“靠近公司”的风和太阳能,它们比石油基源便宜。改善太阳能效率的研究是向前发展的,但是歪曲了行业的当前状态,没有必要使其有价值。

  4. 丹我们喜欢你的回复!事实FTW.

  5. 约翰,
    “让我们看看可再生行业设计并建造一个大黑匣子......”
    有趣的
    以下是人们联系以获得DONE-
    https://www.energy.gov/eere/eere-leadership.
    尝试贝卡琼斯 - 阿尔伯塔斯
    地址模式是[电子邮件受保护]

发表评论

电子邮件地址是可选的。如果提供的话,您的电子邮件不会发布或共享。