Uusia konsteja aurinkoenergian hyödyntämiseen

Kalifornian yliopiston Santa Barbaran tutkijat kehittävät kokonaan uutta tapaa energian keruuseen auringosta

Vaikka tutkimus on vielä alkutekijöissään, tutkijoiden mukaan kyseessä olisi radikaalisti uusi ja mahdollisesti toimiva vaihtoehto puolijohdepohjaisille aurinkokennoille.

Tutkijoiden kehittämässä teknologiassa hyödynnetään nanorakenteita. Veteen asetettavat kultaiset nanopylväät peitetään päistään kerroksella kiteistä titaanidioksidia ja platinananohiukkasilla. Koboltti-pohjainen hapetuskatalysaattori tulee rakenteen alaosaan.

Kun tiettyjen metallien nanorakenteita altistetaan näkyvälle valolle, metallin johtavuuselektronit voidaan saada värähtelemään kollektiivisesti ja absorboimaan suuren määrän valoa. Tällaista virittymistä kutsutaan pintaplasmoniksi ja sen avulla on tarkoitus tuottaa vedestä vetyä ja happea.

Tutkimuksen mukaan, vedyn tuotanto on selvästi havaittavissa kahdessa tunnissa. Lisäksi rakenteissa ei esiinny korroosiota, mikä aiheuttaa usein puolijohteiden toimimattomuuden.

Plasmoninen menetelmä hajottaa vettä on tällä hetkellä vähemmän tehokas ja kalliimpi kuin perinteiset valoprosessit, mutta tutkijat uskovat, että menetelmä on kehitettävissä tehokkaammaksi.

University of Texas at Arlingtonin materiaalitieteen professori Fuqiang Liulle on myönnetty 400 000 dollarin kehitysraha tutkimukseen, jolla parannetaan aurinkoenergian keruun, varastoinnin ja käytön tapoja.

Liun prosessi hyödyntää puolijohteita keinotekoisen fotosynteesin prosessissa.Siinä auringonvalon puolijohteissa tuottamat elektronit ja aukot reagoivat valosähkökemiallisesti vanadium- tai cerium-ionien kanssa ja ne joko lisäävät tai menettävät elektroneita vastaavalla tavalla kuin akku. Siten prosessi varastoi aurinkoenergiaa ja varauksen purku tuottaa sähköä.

Nykyisiin järjestelmiin verrattuna tutkijat uskovat voivansa lisätä aurinkoenergian saantoa kymmenkertaisesti ja parantaa hyötysuhdetta vähintään nelinkertaisesti.