當(dāng)太陽不發(fā)光時，我們?nèi)绾蝺Υ嫣柲?一種解決方案是通過水電解將其轉(zhuǎn)化為氫。這個想法是利用太陽能電池板產(chǎn)生的電流將水分子“分裂”為氫和氧。然后可以將干凈的氫氣儲存起來，以備將來按需發(fā)電，甚至用作燃料。

但這就是事情變得復(fù)雜的地方。盡管不同的制氫技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室中給了我們令人鼓舞的結(jié)果，但它們?nèi)匀惶环€(wěn)定或太昂貴，需要進(jìn)一步開發(fā)以大規(guī)模商業(yè)使用。

EPFL和CSEM研究人員采用的方法是將業(yè)已證明有效的組件組合在一起，以開發(fā)出強(qiáng)大而有效的系統(tǒng)。他們的原型由三個相互連接的新一代晶體硅太陽能電池組成，該太陽能電池附著在不依賴稀有金屬的電解系統(tǒng)上。該設(shè)備能夠以14.2%的比率將太陽能轉(zhuǎn)化為氫氣，并且已經(jīng)在測試條件下連續(xù)運(yùn)行了100多個小時。就性能而言，這是硅太陽能電池和不使用稀有金屬制氫的世界紀(jì)錄。它還具有很高的穩(wěn)定性。

每年足以為超過10,000公里的燃料電池汽車提供動力

該方法在穩(wěn)定性，性能，壽命和成本效率方面都超過了以往的努力，已發(fā)表在《電化學(xué)學(xué)會雜志》上。該論文的合著者克里斯托夫·巴利夫說：“在瑞士安裝的12-14平方米的系統(tǒng)將能夠產(chǎn)生和儲存足夠的氫氣，以每年為一萬多公里的燃料電池汽車提供動力。”

高壓電池有優(yōu)勢

這里的關(guān)鍵是充分利用現(xiàn)有組件，并使用基于異質(zhì)結(jié)技術(shù)的“混合”型晶體硅太陽能電池。研究人員的三明治結(jié)構(gòu)-使用晶體硅和非晶硅層-允許更高的電壓。這意味著只有三個相互連接的電池已經(jīng)可以產(chǎn)生幾乎理想的電壓以進(jìn)行電解。該方法的電化學(xué)部分需要由鎳制成的催化劑，該催化劑可廣泛獲得。

EPFL的合著者M(jìn)iguel Modestino說：“使用常規(guī)的晶體硅電池，我們必須將四個電池連接起來才能獲得相同的電壓。這就是這種方法的優(yōu)勢。”