hanraoldman SOJUBOX

모든 국가들이 동일하게 이용할 수 있는 태양빛을 전기로 전환하는 태양전지 개발 경쟁이 매우 활발하다. 이미 상용화된 태양전지가 있으나 기존의 전력 생산 방법들과 경쟁하기 위해서는 전환효율을 향상시켜야 한다. 현재까지 기록된 최고의 전환 효율은 36%였으나 최근 이를 뛰어넘는 결과가 발표되었다. 미국 에너지부의 국립 재생에너지 연구소(National Renewable Energy Laboratory, NREL)의 과학자들이 빛을 전력으로 전환시키는 광발전 기기의 전환 효율을 40.8%까지 향상시켰다. NREL에 따르면 이 기록은 현재까지 개발된 광발전 기기들 중 최고 효율을 달성한 것이다.
역변성 3중 접합 태양전지(The inverted metamorphic triple-junction solar cell)는 NREL에서 설계되고 제조되었으며 독립적으로 측정되었다. 40.8%의 전환 효율은 326개 빛을 집중시킨 상태에서 측정된 결과이다. 하나의 태양빛은 밝은 날 지구에 도달하는 일반적인 빛의 양이다. 새로운 전지는 인공 위성 시장과 지상의 집중 광발전 배열 등에 사용될 수 있다. 집중 광발전 배열은 렌즈 또는 거울을 사용하여 태양빛을 태양 전지들에 집중시킨다.
새로운 태양 전지는 NREL의 설계를 기반으로 하고 있으며 전환 효율 기록을 달성한 기존의 태양전지들과 큰 차이를 보이고 있다. 태양 전지의 바닥 접합부로서 게르마늄 와이퍼를 사용하는 것 대신에 새로운 설계를 통해 제작된 태양전지는 고효율로 태양 전지의 3개 접합부들에서 각각 흡수하도록 태양 빛의 스펙트럼을 3부분으로 나누기 위하여 갈륨 인듐 인화물(Gallium indium phosphide)과 갈륨 인듐 비소화물(Gallium indium arsenide)을 사용한다. 태양 전지에 갈륨 비소화물 와이퍼를 성장시키고 이를 뒤집은 다음에 와이퍼를 제가함으로써 만들어진다. 최종적으로 제작된 설비는 극도로 얇고 가벼우며 성능, 설계, 운전, 비용 면에서 장점을 가지는 새로운 형태의 태양전지들을 대표한다.
NREL의 마크 완라스(Mark Wanlass)는 최초의 역변성 전지를 개발하였으며 미국의 100대 R&D 상을 수상하였다. 그의 설계는 바닥의 접합부뿐만 아니라 중간 접합부의 변성을 제조함으로써 접합부의 에너지를 극대화하도록 연구팀에 의해서 개선되었다. 변성 접합부들은 격자가 일치되지 않아서 원자들이 일렬로 위치하지 않는다. 불일치 반도체의 물질 특성들은 태양빛의 전환 효율을 극대화시켜 준다.


DOE to Award $15.3M to 10 On-Board Hydrogen Storage R&D Projects

The US Department of Energy (DOE) has selected 10 cost-shared hydrogen storage research and development projects to receive up to $15.3 million over five years, subject to annual appropriations.

The selected projects seek to develop hydrogen storage technologies to enable fuel cell vehicles to meet customer expectations for longer driving range and performance. The projects include development of novel hydrogen storage materials, development of efficient methods for regeneration of hydrogen storage materials, and approaches to increase hydrogen binding energies to enable room temperature hydrogen storage.

These projects will be part of DOE’s National Hydrogen Storage Project, which also includes three Centers of Excellence and other independent projects. DOE’s hydrogen storage activities for vehicles focus primarily on enabling a driving range of greater than 300 miles, within packaging and cost constraints.

DOE will negotiate the terms of 10 cost-shared projects currently planned for a total of approximately $18 million, with up to $15.3 million total government share, subject to annual appropriations, and $3 million applicant cost share. The organizations selected for negotiation of awards are:

• Los Alamos National Laboratory (Los Alamos, N.M.) Up to $2.3 million for a novel concept using an electric field to increase the hydrogen binding energy in hydrogen adsorbents.
• Northwestern University (Evanston, Ill.) Up to $2.2 million to design novel multi-component metal hydride-based mixtures for hydrogen storage.
• Northwestern University (Evanston, Ill.) Up to $1.3 million for novel hydrogen adsorbent materials with increased hydrogen binding energy through metal doping.
• Ohio State University (Columbus, Ohio) Up to $1.1 million for development of high capacity, reversible hydrogen storage materials using boron-based metal hydrides.
• Pennsylvania State University (University Park, Pa.) Up to $1.5 million for development of novel nanoporous materials for use as hydrogen adsorbents.
• US Borax Inc. (Greenwood Village, Colo.) Up to $600,000 for development of a high-efficiency process for the regeneration of spent chemical hydrogen carriers.
• University of Missouri (Columbia, Mo.) Up to $1.9 million for development of boron-substituted, high-surface area carbon materials made from corncobs for use as hydrogen adsorbents.
• University of Oregon (Eugene, Oregon) Up to $640,000 for novel boron and nitrogen substituted cyclic compounds for use as liquid hydrogen carriers.
• University of California at Los Angeles (Los Angeles, Calif.) Up to $1.7 million for novel hydrogen adsorbent materials based on light metal impregnation for increasing hydrogen binding energies.
• Sandia National Laboratories (Livermore, Calif.) Up to $2.0 million for development of materials with tunable thermodynamics through the stabilization of nanosized particles