To bit av futuristisk tech tar batterier til neste nivå

Hydrogen er fremtidens drivstoff, og i dag har et team av forskere fra Stanford University brakt oss ett skritt nærmere ved å bruke vann til å drive våre biler.

Teknologien tar nanolayers av vismut vanadat, en forbindelse som brukes til å lage gule pigmenter, og bruker det som en solcelle for å splitte vann inn i hydrogen for drivstoff. Og Yi Cui, en kjemiker fra Stanford University, har ikke stoppet for å forbedre hydrogen splitting. Han jobber også med å skape batteriene som vil være nødvendige for å holde energien generert av solenergi.

"Sol- og vindparker skal kunne sørge for døgnåpen energi til elnettet, selv når det ikke er sollys eller vind," sier Cui. "Det vil kreve billige batterier og andre lave kostnadersteknologier som er store nok til å lagre overskudd av ren energi for bruk på etterspørsel."

En av de store problemene med å bruke hydrogen som drivstoff er at det vanligvis tar fossile brennstoffer for å skape nok energi til å tvinge molekylene til å skille seg fra. I forskningen publisert i Science Advances, Cui og hans team dekket et 200-nanometer lag av vismut vanadat med silikonkegler og lagd det på perovskite, en annen billig fotovoltaisk.

I løpet av ti timer konverterte cellen solenergi til hydrogen ved en omtrent seks prosent effektivitetsrate, en betydelig forbedring fra andre sol til hydrogenkonvertering.

"Jeg vil si det er absolutt imponerende," sier Ian Sharp, en fotovoltaisk forsker ved Lawrence Berkley National Lab, "men jeg er ikke sikker på om det er spillendring." For å virkelig forårsake en innvirkning, må dette ha en mye høyere effektivitetskonvertering, og å være stabil i 20-30 år, ikke bare på skalaen av timer. Imidlertid sier Sharp, det er definitivt et skritt i riktig retning.

Og Cui sier at denne enheten har mye plass til å forbedre. Den andre delen av ligningen er batteriet for å lagre strømmen - som fører til Cui's redesign av sink-nikkelbatteriet. Sinknikkelbatterier er relativt billige å lage, men over tid danner sink ioner kjeder på tvers av batteriet og forårsaker kortslutning. For å forhindre dette, separerte Cui og Shougo Higashi, kjemiker fra Toyota Central R & D Labs Inc, elektrodene med plast og fornærmet dem med karbon.

Selv om dette redesignet gir mulighet for oppladning, har teamet kjørt det gjennom bare 800 oppladningssykluser. Dette er en betydelig forbedring, men telefonen har 2000 til 3000 resirkuleringer.

Det kan ta en stund før denne forskningen endrer energiens verden, men den dagen vi kan drive våre biler og annen teknologi på bare litt vann og sollys, er kanskje ikke for langt i fremtiden.