Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

УСТОЙЧИВЫЕ ПРАКТИКИ: СОЛНЕЧНОЕ ВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО И ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПО УСТОЙЧИВЫМ ЭНЕРГОСИСТЕМАМ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.22-24.014-024

Полный текст:

Аннотация

На фоне климатических изменений, проявляющихся в последнее время все с большей очевидностью, исключительную важность приобретает задача использования возобновляемой энергии в производстве экологически чистого топлива. Наряду с этим существует необходимость в разработке соответствующих образовательных программ для обучения профессионалов, находящихся в авангарде стремительно развивающихся технологий возобновляемой энергии (ВЭ). Ожидается, что водород станет топливом будущего. Сегодня его получают преимущественно с помощью парового риформинга метана (steam reforming of methane, SRM). Однако производство водорода таким способом сопровождается выбросами парниковых газов и ведет к климатическим изменениям, поэтому считается, что в скором времени технологию SRM вытеснят технологии получения водорода из солнечной энергии (солнечного водорода) с помощью фотоэлектрохимических элементов (photoelectrochemical cells, PEC). Тем не менее окончательно решить вопрос с помощью технологии PEC можно лишь в случае полной монетизации воздействий, связанных с изменением климата и загрязнением окружающей среды. Но поскольку по экономическим соображениям такие радикальные преобразования сложно реализовать на практике, острая необходимость снизить темпы изменения климата требует повышения конкурентоспособности метода PEC. Отсюда вытекает необходимость повышения эффективности преобразования солнечной энергии и снижения стоимости соответствующего сырья и оборудования. Развитие таких технологий ВЭ, как получение водорода из солнечной энергии требует разработки образовательных программ для обучения технического персонала, задействованного в динамично развивающемся секторе устойчивых энергетических систем. В статье рассматриваются программы, касающиеся целого ряда энергетических вопросов, таких как: водородная энергия, электрохимическая энергия, фотоэлектрохимическая энергия, альтернативная возобновляемая энергия, а также промышленная экология и энергетическая политика. Авторами сделан вывод о том, что внедрение подобных программ крайне важно для защиты окружающей среды путем устойчивого развития.

Об авторах

Я. Новотны
НИИ солнечной энергетики Университета Западного Сиднея Пенрит
Австралия
член Польской академии искусств и наук (2009 г. – настоящее время); член Института материалов, полезных ископаемых и горного дела (2015 – настоящее время)


Т. Бак
НИИ солнечной энергетики Университета Западного Сиднея Пенрит
Австралия


Д. Чу
Школа материаловедения и инженерии, Университет Нового Южного Уэльса Сидней, Новый Южный Уэльс
Австралия


С. Фихтер
Берлинский центр материалов и энергии имени Гельмгольца
Германия


Г. Мюрх
Университет Ньюкасла
Австралия


Т. Н. Везироглу
Международное партнерство по водородной экономике
Соединённые Штаты Америки
д-р наук (теплообмен), профессор, президент Международной ассоциации водородной энергетики


Список литературы

1. Nowotny J., Bak T, Li W. Photoelectrochemical production of hydrogen by TiO2-based photosensitive oxide semiconductors. Sherif SA, Goswami DY, Stefankos EK, Steinfeld A, editors. Handbook of Hydrogen Energy. Boca Raton: CRC Press; 2014.

2. Brinkman N., Wang M., Weber T., Darlington T. 2005: http://www1.eere.energy.gov/bioenergy/pdfs/well_to_whe els_analysis.pdf.

3. Nowotny J., Veziroglu T.N. Impact of hydrogen on the environment. Int. J. Hydrogen Energy, 2012;36:13218.

4. United Nations commitment to the sustainable practices of higher education institutions initiative: www.uncs2012org/HEI.

5. US Department of Energy. Energy efficiency and renewable energy – historical gasoline prices www.eia.gov; 20 Aug 2011.

6. Schoots K., Ferioli F., Kramer G.J., van der Zwaan B.C.C. Learning curves for hydrogen production technology: An assessment of observed cost reductions. Int. J. Hydrogen Energy, 2008;33(11):2630–2645.

7. DOE hydrogen and fuel cell program: www.hydrogen.gov/h2a_prod_studies.html.

8. Bockris J.O. Private communication to J. Nowotny; 6 June 2002.

9. Abdi F.F., Han L., Smets A.H.M., Zemon M., Dam B., van de Krol R. Efficient solar water splitting by enhanced charge separation in a bismuth vanadate-silicon tandem photoelectrode. Nat. Comm., 2013;4. http://dx.doi.org/10.1038/ncomms3195.

10. Bak T., Nowotny J., Sucher N., Wachsman E. J. Phys. Chem. C. 2011;115:15711.

11. Nowotny J., Atanacio A.J., Bak T., Chu D., Fiechter S., Ikuma Y., Ionescu M., Kennedy B.J., Majewski P., Murch G.E., Wachsman E.D. Submitted for publication.

12. TiO2 price, suppliers and manufacturers, http://www.alibaba.com/showroom/TiO2-price.html, [accessed 10.12.13].

13. Fujishima A., Honda K. Electrochemical Photolysis of Water at a Semiconductor Electrode. Nature, 1972;238:37.

14. Bartels J.R., Pate M.B., Olson N.K. An economic survey of hydrogen production from conventional and alternative energy sources. Int. J. Hydrogen Energy, 2010;35:8371–8384.

15. SunShot vision study. US DOE; February 2012 [chapter 4], www.1.eere.energy.gov/solar/sunshot/vision-study.html.

16. Bazilian M., Onyeji I., Liebreich M., MacGill I., Chase J., Shah J., et al. Re-considering the economics of photovoltaic power. Clean Energy Solution Center; May 2012.

17. Ogden J.M., Williams R.H. Electrolytic hydrogen from thin-film solar cells. Int. J. Hydrogen Energy, 1990;15:155–69.

18. Ulset T. Elkem solar silicon http://agderf.sitagen.no/customer/files/Torgeir%20Ulset %20.pdf; 11 June 2013.

19. Veziroglu T.N. Opening address, 18 world hydrogen energy conference, 16–21 May 2010 [Essen, Germany].

20. Moskvitch Katia. Buried treasure. New Scientist; August 31 – September 6, 2013. pp. 40–3.

21. More T. Photosynthetic water oxidation versus photovoltaic electrolysis http://solarfuels.clas.asu.edu/photosyntheticwaterelectrol ysis; 13/05/2011.


Для цитирования:


Новотны Я., Бак Т., Чу Д., Фихтер С., Мюрх Г., Везироглу Т.Н. УСТОЙЧИВЫЕ ПРАКТИКИ: СОЛНЕЧНОЕ ВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО И ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПО УСТОЙЧИВЫМ ЭНЕРГОСИСТЕМАМ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2017;(22-24):14-24. https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.22-24.014-024

For citation:


Nowotny J., Bak T., Chu D., Fiechter S., Murch G.E., Veziroglu T.N. SUSTAINABLE PRACTICES: SOLAR HYDROGEN FUEL AND EDUCATION PROGRAM ON SUSTAINABLE ENERGY SYSTEMS. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2017;(22-24):14-24. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2017.22-24.014-024

Просмотров: 178


ISSN 1608-8298 (Print)