Två bitar av futuristisk teknik tar batterier till nästa nivå

Vätgas är framtidens bränsle, och idag har ett team av forskare från Stanford University tagit oss ett steg närmare att använda vatten för att driva våra bilar.

Tekniken tar nanolayers av vismut vanadat, en förening som används för att göra gula pigmenter, och använder den som en solcell för att dela vatten i väte för bränsle. Och Yi Cui, en kemist från Stanford University, har inte slutat för att förbättra vätgasuppdelningen. Han arbetar också med att skapa batterier som behövs för att hålla den energi som alstras av solenergi.

"Sol- och vindkraftverk bör kunna tillhandahålla dygnet runt energi för elnätet, även om det inte finns något solljus eller vind", säger Cui. "Det kommer att kräva billiga batterier och andra lågkostnadsteknologier som är tillräckligt stora för att lagra överflödig ren energi för användning på efterfrågan."

En av de stora problemen med att använda väte som bränsle är att det vanligtvis tar fossila bränslen att skapa tillräckligt med energi för att tvinga molekylerna att separera. I den forskning som publicerades i Science Advances Cui och hans team täckte ett 200-nanometerskikt vismut vanadat med keglar av silikon och skiktat det på perovskite, en annan billig fotovoltaisk.

Över tio timmar konverterade cellen sol till väte med en ungefär sex procent effektivitetshastighet, en signifikant förbättring från andra sol till omvandlingar till vätska.

"Jag skulle säga att det verkligen är imponerande", säger Ian Sharp, en fotovoltaisk forskare vid Lawrence Berkley National Lab, "men jag är inte säker på om det är spelbyte." För att verkligen orsaka en påverkan måste detta ha en mycket högre effektivitetskonvertering och att vara stabil i 20-30 år, inte bara på omfattning av timmar. Men Sharp säger, det är definitivt ett steg i rätt riktning.

Och Cui säger att den här enheten har mycket utrymme att förbättra. Den andra delen av ekvationen är batteriet för att lagra strömmen - vilket leder till Cui: s omdesign av zink-nickelbatteriet. Zink-nickelbatterier är relativt billiga att tillverka, men över tiden bildar zinkjoner kedjor över batteriet och gör det kortare. För att förhindra detta separerade Cui och Shougo Higashi, kemist från Toyota Central R & D Labs Inc, elektroderna med plast och förolämpade dem med kol.

Även om denna omkonstruktion möjliggör laddning, har laget kört det genom endast 800 laddningscykler. Det här är en väsentlig förbättring, men din telefon har 2 000 till 3 000 återvinningar.

Det kan ta ett tag innan forskningen förändrar energin, men den dag vi kan driva våra bilar och annan teknik på bara lite vatten och solljus kanske inte är för långt i framtiden.