Nghiên cứu mô hình hấp thụ hơi nóng mặt trời chuyển thành điện năng
Một kỹ sư Đại học Duke đã tìm ra cách chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng hiệu quả hơn so với công nghệ máy biến tần giá rẻ hiện tại.
Hiện nay, các hệ thống chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện bằng cách tách nước điện phân thành Hydro và Oxy, hoặc lưu giữ điện năng vào các loại pin khác nhau, nhất là pin lithium ion.
Thay thế hệ thống mua bán máy biến tần trên, kỹ sư Duke Nico Hotz trường Đại học Duke đã đề xuất một mô hình “lai” giữa hai hệ thống này.
Hơi nóng từ ánh nắng mặt trời sẽ được truyền qua hợp chất xúc tác nước và methanol trong hệ thống ống đồng có bọc lớp mỏng nhôm và dây nano xúc tác trên mái nhà.
Sau khi 2 chất xúc tác phản ứng, hệ thống này sẽ sản xuất hydro hiệu quả hơn rất nhiều so với công nghệ hiện tại và ít tạp chất hơn.
Hydro thu được sẽ lưu giữ trong pin nhiên liệu và sử dụng theo yêu cầu.
Sơ đồ giản lược của mô hình "lai"
“Hệ thống này cho phép 95% hơi nóng của ánh sáng mặt trời được hấp thụ mà không bị mất nhiệt ra bên ngoài.
Cho phép thu được nhiệt độ 200 độ C, trong khi các hệ thống thông thường chỉ đun được nước nóng lên tới 60-70 độ C”, Hotz nói.
Sự kết hợp của nhiệt độ cao và chất xúc tác gia tăng sản xuất hydro rất hiệu quả.
Hydro thu được sẽ lưu trữ trong pin nhiên liệu để cung cấp điện trong ngày.
“Hệ thống mới có thể giải phóng năng lượng đạt 28,5% vào mùa hè và 18,5% vào mùa đông, so với 5-15% vào mùa hè và 2,5-5% vào mùa đông của hệ thống thông thường”, Hotz cho biết.
Hệ thống này còn có chi phí rẻ nhất.
Tài liệu nghiên cứu của Hotz được coi là một công trình hàng đầu trong Hội nghị pin nhiên liệu cung cấp năng lượng bền vững ASME 2011 ở Washington-DC.
Hiện ông đang xây dựng một hệ thống tại Duke để kiểm nghiệm thực tiễn mô hình lý thuyết của mình.
Nghiên cứu của Hotz đã được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học quốc gia Thụy Sĩ và các cộng sự khác, trong đó có cả nhà nghiên cứu Seung H. Ko của Viện khoa học và công nghệ Hàn Quốc.
Một kỹ sư Đại học Duke đã tìm ra cách chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành điện năng hiệu quả hơn so với công nghệ máy biến tần giá rẻ hiện tại.
Hiện nay, các hệ thống chuyển đổi ánh sáng mặt trời trực tiếp thành điện bằng cách tách nước điện phân thành Hydro và Oxy, hoặc lưu giữ điện năng vào các loại pin khác nhau, nhất là pin lithium ion.
Thay thế hệ thống mua bán máy biến tần trên, kỹ sư Duke Nico Hotz trường Đại học Duke đã đề xuất một mô hình “lai” giữa hai hệ thống này.
Hơi nóng từ ánh nắng mặt trời sẽ được truyền qua hợp chất xúc tác nước và methanol trong hệ thống ống đồng có bọc lớp mỏng nhôm và dây nano xúc tác trên mái nhà.
Sau khi 2 chất xúc tác phản ứng, hệ thống này sẽ sản xuất hydro hiệu quả hơn rất nhiều so với công nghệ hiện tại và ít tạp chất hơn.
Hydro thu được sẽ lưu giữ trong pin nhiên liệu và sử dụng theo yêu cầu.
Sơ đồ giản lược của mô hình "lai"
“Hệ thống này cho phép 95% hơi nóng của ánh sáng mặt trời được hấp thụ mà không bị mất nhiệt ra bên ngoài.
Cho phép thu được nhiệt độ 200 độ C, trong khi các hệ thống thông thường chỉ đun được nước nóng lên tới 60-70 độ C”, Hotz nói.
Sự kết hợp của nhiệt độ cao và chất xúc tác gia tăng sản xuất hydro rất hiệu quả.
Hydro thu được sẽ lưu trữ trong pin nhiên liệu để cung cấp điện trong ngày.
“Hệ thống mới có thể giải phóng năng lượng đạt 28,5% vào mùa hè và 18,5% vào mùa đông, so với 5-15% vào mùa hè và 2,5-5% vào mùa đông của hệ thống thông thường”, Hotz cho biết.
Hệ thống này còn có chi phí rẻ nhất.
Tài liệu nghiên cứu của Hotz được coi là một công trình hàng đầu trong Hội nghị pin nhiên liệu cung cấp năng lượng bền vững ASME 2011 ở Washington-DC.
Hiện ông đang xây dựng một hệ thống tại Duke để kiểm nghiệm thực tiễn mô hình lý thuyết của mình.
Nghiên cứu của Hotz đã được hỗ trợ bởi Quỹ Khoa học quốc gia Thụy Sĩ và các cộng sự khác, trong đó có cả nhà nghiên cứu Seung H. Ko của Viện khoa học và công nghệ Hàn Quốc.
