Až dosud byla sluneční energie dostupným zdrojem elektřiny pouze během dne, protože uchování přebytku vyrobené energie pro pozdější využití je příliš drahé a tedy velmi neefektivní. Tato situace se možná změní po oznámení vědců z MIT, že přišli na jednoduchý, nenákladný a vysoce účinný proces „skladování“ solární energie.
Tento objev by mohl zpřístupnit nejmocnější čistý zdroj energie: Slunce. „To je nirvánou, o které jsme léta hovořili,“ říká profesor energetiky Daniel Nocera z MIT, který je hlavním autorem dokumentu popisujícím tuto práci v červencovém vydání časopisu Science. „Využití solární energie bylo vždy něčím limitováno a řešení se zdálo v nedohlednu. Nyní můžeme seriózně uvažovat o solární energii, jako o neomezeném zdroji a jeho brzkém širším využití.“
Inspirováni fotosyntézou předváděnou rostlinami vyvinuli Daniel Nocera a Matthew Kanan, postgraduální student v Nocerově laboratoři, proces, který umožní, aby sluneční energie byla využita k rozložení vody na vodík a kyslík, které by později mohly být opět sloučeny v palivovém článku, při čemž by se vytvořila „čistá“ elektřina pro potřeby vašeho domu nebo třeba elektromobilu, a to nejen ve dne, ale zejména v noci.
Klíčovým komponentem Nocerova a Kananova objevu je nový katalyzátor, který usnadňuje produkci kyslíku z vody a jiný katalyzátor podílející se na produkci vodíku. Nový katalyzátor se skládá z kobaltu a fosforečnanu na elektrodě. Když elektřina – ať už z fotovoltaického článku, větrné turbíny nebo jakéhokoliv jiného „nestálého“ zdroje – prochází přes elektrodu ponořenou ve vodě, kobalt a fosforečnan tvořící tenký film na elektrodě umožňuje snadněji vyrábět plynný kyslík.
Kombinací s dalším katalyzátorem, jakým je například platina na druhé elektrodě, lze z vody produkovat vodík, čímž může systém velmi vzdáleně napodobit reakci rozkladu vody, která se objevuje v průběhu fotosyntézy.
Nový katalyzátor má samé výhody: funguje při pokojové teplotě, neutrálním pH vody a je jednoduchý. Nocera o něm řekl: „Důvodem, proč jsem přesvědčen, že to bude fungovat, je snadnost provedení.“
„Obří skok“ v čistých energiích
„Sluneční světlo je nejsilnějším zdrojem energie, který máme k dispozici k vyřešení světových energetických problémů,“ řekl Nocera. „Za hodinu dopadne na Zem tolik slunečních paprsků, že by dokázaly zabezpečit energetickou spotřebu lidstva na celý rok.“
James Barber, profesor biochemie na Imperial College London, který vede studie fotosyntézy, sice nebyl zapojen do tohoto výzkumu, který Nocera a Kanan nazvali „obřím skokem“ k výrobě čisté energie technologií nezatěžující životní prostředí v masivním měřítku, řekl: „Tohle je velký objev s enormním dosahem pro budoucí prosperitu lidstva, protože otevírá dveře pro vývoj nových technologií k výrobě energie, a může pomoci snižovat naší závislost na fosilních palivech.“
Je to teprve začátek
V současnosti dostupné průmyslově využívané elektrolyzéry nejsou vhodné pro „umělou fotosyntézu“, protože jsou velmi drahé a vyžadují prostředí, které má málo co do činění s podmínkami, ve kterých probíhá fotosyntéza.
Je potřeba udělat ještě spoustu technické práce, aby se tento nový objev integroval do existujících fotovoltaických systémů, ale Nocera se netají vírou v to, že takové systémy se stanou realitou. „Tohle je teprve začátek,“ řekl Nocera, šéf výzkumu v projektu Solar Revolution financovaného Chesonis Family Foundation a spoluředitel Eni-MIT Solar Frontiers Center. „Vědecká obec se opravdu dává do pohybu.“
Nocera doufá, že do 10 let budou majitelé domů schopní zásobit své domy energií v průběhu dne prostřednictvím fotovoltaických článků, zatímco nadbytek solární energie využívá k výrobě vodíku a kyslíku k pohánění vlastních domácích palivových článků. Elektřina složitě dopravovaná „po drátě“ z velikého centrálního zdroje by mohla být považována za přežitek minulosti.
Tento projekt je součástí programu MIT Energy Initiative (MITEI), který je vytvořen proto, aby pomohl transformovat globální energetický systém, který by splňoval potřeby budoucnosti a pomohl postavit „most do budoucnosti“ zlepšením dnešních energetických systémů. Ernest Moniz, ředitel programu MITEI a profesor fyzikálních a technických systémů, poznamenal: „Tento objev z Nocerovy laboratoře demonstruje, že postoupení v přeměně našeho systému energetického zásobování k jinému, založenému na obnovitelných zdrojích bude silně záviset na možnostech a hranicích základního výzkumu.“
Video: Daniel G. Nocera, popisuje svůj objev:
Energie budoucnosti - řasy nám možná vytrhnou trn z paty Autor: Jan Zikmund
Nanotrubky vylepší solární články Autor: Martin Šrubař
Výkaly skotu jako součást palivových článků Autor: Josef Pazdera
Bubnování dešťových kapek může být zdrojem energie Autor: Ota Beran
Miniaturní lapače tepla novým zdrojem energie Autor: Stanislav Mihulka
Znovuzachycená energie – úspora nebo reklamní trik? Autor: Jaroslav Petr
Zvuk jako cesta k přeměně tepla na elektřinu Autor: Josef Pazdera
Elektřina z výfuku Autor: Ota Beran
Krávy mohou zásobovat energií miliony domácností Autor: Josef Pazdera
Jsou hybridy ekologické? Autor: Ota Beran
Začneme jezdit na vodík? Autor: Ota Beran
Od sedminásobné turbíny k „nebeskému hadu“ Autor: Ota Beran
Vypsat celou diskuzi
fúze Jaroslav Petr 07.08.2008 v 05:23 |
||
|
Je mi líto, ale nemohu souhlasit. Nejde o další "studenou fůzi", protože ta předchozí byla "studená fúze". Při "elektrolíze" skutečně voda a kyslík nevznikají. Ty se tvoří při elekrolýze. A nestačilo by napsat o "novém katalizátoru". Muselo by se napsat o "novém katalyzátoru". | ||
Odpovedět |
||
Vykašlete se na to. Vlasta On 06.08.2008 v 21:03 |
||
|
Další "studená fůze". Ti pánové jen potřebují prachy. Od které doby nevzniká při elektrolíze vody zároveň vodík s kyslíkem? Vždyť je to celé pomatené. | ||
Odpovedět |
||
Jak je mozne... Petr Flachs 06.08.2008 v 12:13 |
||
|
ze nekdo rozsiruje drby o MIT, jako ze je to jeden z nejlepsich technologickych ustavu na svete? Vzdyt by si potrebovali opakovat 7. tridu!!! | ||
Odpovedět |
||
| Jste si jist, Vlasta On 06.08.2008 v 21:05 |
||
|
že vám se tu sedmou třídu podařilo absolvovat? |
||
| Vlasto, nejsem si jist jestli tys' vychodil třetí Duke 07.08.2008 v 11:08 |
||
|
Jestli je někde něco pomatené, tak se to nachází v tvé hlavě, nikoliv v článku. |
||
Hustý text pod obrázkem Pavel Táborský 06.08.2008 v 09:08 |
||
|
"Nově vyvinutý katalyzátor s jehož pomocí je z vody produkován kyslík. Jiný katalyzátor se používá k výrobě vodíku." | ||
Odpovedět |
||
| Článek jsem pochopil, váš diskusní příspěvek ne! Karel Malý 08.08.2008 v 07:36 |
||
|
"Nově vyvinutý katalyzátor s jehož pomocí je z vody produkován kyslík. Jiný katalyzátor se používá k výrobě vodíku." Znamená, že při elektrolýze se nového katalyzátoru používá pouze na té elektrodě od které bublá kyslík. Podstata elektrolýzy je jasná a bere se ve fyzice sedmé třídy, tak nevím, proč píšete o nějakých odpadních produktech a už vůbec nevím, kde jste v hustém textu pod obrázkem četl něco o tom, že by člověk měl někam s sebou vozit kyslík! |
||
Elektrolýza Petr Dlouhý 06.08.2008 v 08:28 |
||
|
Běžná elektrolýza má účinnost přes 90 % z el. energie, palivový článek při nízkém zatížení až 55 %. Dohromady to tedy dělá v nejlepším skoro 50 %, s popsaným tuningem možná pár procent navíc. Kde je teda ta revoluce a proč se do toho míchá solární energie ? | ||
Odpovedět |
||
Dr Meduza 06.08.2008 v 10:37 |
||
|
To je na tom palivovej clanek tak spatne ? Tak to je este horsi nez sem si myslel, vzdyt i starozitnej Pb akumulator muze mit pred 90% kdyz se nenabiji a nevybiji moc rychle a pouzije se ridici elektronika, u akumulatoru zalozenejch na Li to muze bejt este lepsi |
||
Špatný nadpis a vůbec Jiri Zahradil 05.08.2008 v 18:32 |
||
|
No myslím, že je tam špatný nadpis - jak bylo řečeno jde o ukládání energie tj. "baterku". Se solární energií to má společného tak maximálně "energii". A s perexem bych taky nesouhlasil: | ||
Odpovedět |
||
| Zahradilovi. Marta Vlasáková 06.08.2008 v 00:37 |
||
|
Redakce jiste bude na MIT tlumocit Vas nesouhlas s nazvem i perexem. Protoze i oni vnazvu clanku pouzili obrat: "...unleash solar revolution". Treba se tam chytnou za nos... |
||
Celkova ucinnost tohoto systemu vs. Akumulatory Dr Meduza 05.08.2008 v 15:38 |
||
|
Zajmalo by me kolik ma ucinnost tenhle system v porovnani s akumulatorama | ||
Odpovedět |
||
Název článku Drahomír Strouhal 05.08.2008 v 15:30 |
||
|
On název článku evokuje technologii typu "přímý rozklad vody na vodík a kyslík pomocí světla", což toto rozhodně není... | ||
Odpovedět |
||
Pokud to dobře chápu, Karel První 05.08.2008 v 15:21 |
||
|
tak oproti dnes již možnému řešení využití solární energie na elektrolýzu vody a následné (zatím víceméně jen v autech) využití vodíku do palivových článků autoři předkládají 2 změny : účinnější elektrolýzu a nutnost další nádoby (kyslík). To mi nepřijde jako velká revoluce. Ta snad nastane až ve chvíli, kdy někdo zkonstruuje naprosto bezpečný systém uchovávání stlačeného vodíku, ne ? | ||
Odpovedět |
||
baterky vs. výroba energie Petr Morávek 05.08.2008 v 13:36 |
||
|
Však prezentovaný objev je jen a pouze jakási baterie, do které můžu ukládat elektrickou energii (POZOR! ne solární, ale obecně elektrickou energii). Proto mi není jasné, proč se mluví o solární revoluci. | ||
Odpovedět |
||
Trochu nadhodnocené Jan Havlík 05.08.2008 v 13:17 |
||
|
Připadá mi, že je daná věc trochu nadhodnocená. | ||
Odpovedět |
||
Dr Meduza 05.08.2008 v 13:36 |
||
|
Jaka je ucinnost dnesnich solarnich panelu ? Pres den by melo dopadat nakejch 500-800 W/m2 kdyz je jasno |
||
| DGFSD Eddie Neil 05.08.2008 v 13:37 |
||
|
Přesně tak jedná se tak max. o revoluci v "uskladňování energie". Když to přeženu tak by sa ten "spešl rozklad vody" dal aplikovat stejně na sluneční energii jak třeba na jadernů elektrárnu když néni špička (taky v noci) a nemosely by sa dělat přečerpávací přehrady :)) |
||
Eddie Neil 05.08.2008 v 13:39 |
||
|
jako rekord v účinnosti panelů je 40% ale s v temto případě roste s účinnosťů cena a to hodně rapidně.... |
||
Petr Morávek 05.08.2008 v 13:42 |
||
|
Až tak drastické to s cenou nebude, oni ty solární panely jdou taky docela dopředu... |
||
| Eddie, Karel První 05.08.2008 v 15:30 |
||
|
jádro je samozřejmě nezbytně nutné, ale vážně myslíte, že to zvládneme pouze s ním ? Technicky lidstvo prostě není schopno rychle postavit tolik jaderek, kolik by bylo třeba, a s reaktory nových generací to tak slavné taky není. Reálně vzato budeme zanedlouho rádi za jakkoliv vyrobený proud, možná i za "domácí" vodík do auta ... |
||
| vodík do auta Dr Meduza 05.08.2008 v 15:37 |
||
|
drevoplyn to jisti, ve meste asi ne, ale na vesnici a odlehlejsich oblastech na nem neni nic spatnyho do auta :) |
||
| Karel Eddie Neil 05.08.2008 v 19:50 |
||
|
No možná su v temto směru trochu skeptik, ale nemyslím si že by někdy v budoucnosti dominoval ve "výrobě" energie sol. panel. Určitě by sa to vyplatilo u obřích solárních elektráren na oběžné fráze se sběrnů plochů řádově v desítkách km. Ale to je hudba hodně daleké budoucnosti. A jelikož ropa uhlí a zemní plyn pomáli docházajů tak jediná šance je Jádro jaderná fůze a jiné "normální" altzernativní zdroje. |
||
| Jo jo, Karel První 06.08.2008 v 11:44 |
||
|
tak nějak. Pokud by se ale uskutečnila aspoň část megalomanského projektu solárních elektráren na okraji Sahary, měli by Afričani práci a svět elektriku - tudíž dvě mouchy jednou ranou. Jelikož jsem naopak spíš skeptik k dostatečnému "postavitelnému" počtu jaderek, myslím, že i na tuto variantu dojde. Ale solárko s výrobou vodíku na každé střeše - to taky není špatná idea. Jenom to zvládnout technologicky. |
||
Dušan Hübner 05.08.2008 v 12:55 |
||
|
energia potrebna na elektrolyzu bude zo slnecnych kolektorov... - toto bude v podstate namiesto baterii... | ||
Odpovedět |
||
Petr Xx 05.08.2008 v 13:49 |
||
|
Přesně tak, místo baterií palivový článek. Ale nikdo si zde neuvědomuje, že u klasických baterií dochazí ke spotřebě materiálu, který je sice momentálně dostupný, ale do budoucna bude vzácný. Výhodou této technologie je využití vody, které bude stále dost. Nehledě na kapacitu, která se bude odvíjet od velikosti zásobníků. Tato technologie má budoucnost, jen není nikde uvedená účinnost. |
||
Solární revoluce? Petr Morávek 05.08.2008 v 11:42 |
||
|
Ehm, asi jsem takhle po ránu trochu natvrdlý, ale můžete mi někdo prosím vysvětlit, co máš společného objev efektivnějšího rozkladu vody se solární energií? | ||
Odpovedět |
||
| "revoluce" Dr Meduza 05.08.2008 v 12:54 |
||
|
no "revoluce" je v tom ze se nahradi olovena baterie timhle systemem (elektroliza > palivovej clanek) |
||