11/10/2011 - Neue Energieformen

Menéame

Heute verbraucht die Menschheit eine Energieleistung von 15 Milliarden Watt, und 85% dieser Energie kommt von der Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Erdgas. Diese Praxis ist nicht nur schon teuer für die Tasche, sondern schadet dem Klima und den Ozeanen in einer fast irreversiblen Weise auf der menschlichen Zeitskala. Das Schlimmste ist, dass man erwartet, dass die Menschheit bis 2050 (bei einem Optimismusangriff, der davon ausgeht, dass wir zu diesem Zeitpunkt kommen) doppelt soviel Energie verbraucht, wie sie jetzt verbraucht.

Obwohl alle alternativen Energiequellen letztlich auf der Sonne basieren, teilen wir sie in verschiedene Typen auf und nennen sie eine Sonnenenergie. Es gibt auch mehrere Annäherungen auf dem Gebiet der Solarenergie. Man kann die Verwendung von Photovoltaikplatten sein, die jeden Tag mehr Leistung haben, billiger sind pro Watt produzierter Leistung und werden innerhalb einer niedrigeren Frist amortisiert. Aber dieses System erzeugt nur Elektrizität, es produziert nicht die Brennstoffe, die wir in unseren Autos, in der Warmwasser-Heizung oder in den Kochplatten verwenden (ein elektrisches System in diesem Fall ist unbrauchbar). Obwohl es bereits elektrische Autos und solare Warmwasser-Heizung gibt, wäre es interessant, Brennstoffe aus Sonnenlicht herzustellen.

Seit vielen Jahren werden Katalysatoren untersucht, die dem Sonnenlicht ausgesetzt sind und Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zersetzen können. Der Vorteil ist, dass Wasserstoff so lange gelagert werden kann, bis es benötigt wird. Dieses Gas kann so verbrannt werden, dass in Verbindung mit Sauerstoff in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung oder zur Kombination mit Kohlenstoff zur Synthese von Brennstoffen wie Methan oder Verbindungen im Benzin vorhanden sind.

Bisher waren die Erfolge in diesem Bereich bescheiden. Vor kurzem haben zwei unabhängige Teams über ihre Fortschritte in diesem Bereich berichtet.

Daniel Nocera und sein MIT-Team haben es geschafft, einen "künstlichen Bogen" (durch seine Ähnlichkeit mit der Photosynthese) aus vielen Elementen in der Erdkruste zu schaffen, die, dem Sonnenlicht ausgesetzt und im Wasser untergetaucht, Sauerstoff und Wasserstoff getrennt erzeugt. Die Energieeffizienz liegt je nach Konfiguration zwischen 2,5% und 4,7%.

Dieses Blatt besteht aus einer Silizium-Solarzelle mit Katalysatoren auf der Grundlage von Kobalt und Nickel auf beiden Seiten. Auf der einen Seite wird der Kobalt-basierte Katalysator abgelegt, der das Gesicht ist, das Sauerstoff erzeugt. Auf der anderen Seite gibt es einen Katalysator, der auf Nickel, Molybdän und Zink basiert und Wasserstoff erzeugt. Der entscheidende Aspekt des Systems ist, dass Katalysatoren während des Prozesses selbst repariert werden und nicht abgebaut werden.

Das System verwendet keine Kabel oder elektrischen Systeme, einfach, wenn man das Blatt ins Wasser steckt, beginnt Sauerstoff und Wasserstoff zu blasen.

Jetzt, wo sie bewiesen haben, dass das System lebensfähig ist, planen diese Forscher, die Systemleistung zu steigern, z. B. durch hochqualitatives monokristallines Silizium oder durch Beschichtungen mit kleinen Partikeln, die die gesamte Fläche erhöhen und mehr Gas erzeugen. Nach einer Analyse des US-Energieministeriums könnte diese Geometrie zu einer billigeren Wasserstoffproduktion führen, als Photovoltaik und Elektrolyse zu verwenden.

Der Forscher warnt davor, viel zu tun, aber stellt sich eine Zukunft vor, in der die Häuser auf den Dächern mit sehr preiswerten Geräten ausgestattet sind, die genügend Energie liefern.

Innerhalb der internationalen Gemeinschaft von Experten des Feldes wird jedoch diskutiert, ob ein billiges photovoltaisches System letztlich besser wäre als ein solches System. Immerhin sind diejenigen, die in Halbleiterzellen forschen, nicht mit den kreuzenden Armen.

Die zweite Studie wird von Richard Masel und Paul Kenis von Dioxide Materials bzw. University of Illinois geführt. In diesem Fall können sie Kohlendioxid in Kohlenmonoxid (CO) umwandeln, das der erste Schritt zur Synthese von Kohlenwasserstoffen ist. In anderen Studien wurde versucht, den richtigen Katalysator für diese Umwandlung auf kosteneffiziente Weise zu liefern, aber die Notwendigkeit der Anwendung von Hochspannungsstrom machte den Prozess nicht rentabel.

Diese Gruppe von Forschern hat ein Lösungsmittel für Kohlendioxid gefunden, insbesondere eine Ionenflüssigkeit, die die erforderliche Spannung um 10 mal reduziert. In diesem Fall liefert eine Ionenflüssigkeit (ein flüssiges Salz) eine zusätzliche Belastung des Kohlendioxids, die die Umwandlung in CO erleichtert. Allerdings ist die Leistung dieses Prozesses noch sehr niedrig, es ist sogar unter der Leistung der künstlichen Klinge des vorherigen Falles.

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