Tilda Publishing

Использование пористого кремния в качестве материала для фото электрода наиболее эффективно и экологично

Работа над проектом началась дистанционно и была посвящена изучению теории, методов решения инженерных задач и разработке плана дальнейших действий.

Мы составили план работы на образовательную программу. Серьезной проблемой в создании установки стала низкая электрическая проводимость кремния, для решения этой проблемы мы решили покрыть токосъёмную часть электрода медью. Испытали два способа нанесения покрытия: химическое осаждение меди из солей и электролиз. Но оба способа не дали необходимых результатов, поэтому мы решили сконструировать жидкостный контакт.

Для реализации проекта мы должны выбрать материал, обладающий следующими свойствами: нетоксичность, дешевизна, подходящая запрещенная зона и являться полупроводником. В сравнении оказалось, что пористый кремний имеет больше преимуществ.
oПолупроводник
oНетоксичность
oДешевизна
oПодходящая запрещенная зона

АНАЛОГИ

Суть фотоэлектролиза с использованием полупроводниковых фоточувствительных материалов заключается в образовании экситонной пары - дырки и электрона - в объёме полупроводника, однако, в превращении участвуют только те пары, которые образуются вблизи поверхности, так как только в таком случае дырки и электроны "успевают" вступить в реакцию, прежде, чем вступят в обратное превращение - рекомбинацию, то есть свободный электрон заполнит дырку, возвращая рассматриваемой системе нейтральность.

Дырки выстелают поверность фотоанода - на нём происходит реакция окисления кислорода
электроны же по внешнему контору стремятся к противоэлектроду металлическому катоду, на котором происходит восстановление водорода
Получить водород, очищенный от кислорода (или иного побочного продукта), можно используя протонпроводящие мембраны, разделяющие катодное и анодное пространства.

Слева расположена анодная часть, собранная из кварцевой трубки, закрывающейся пробкой, в которой расположен электрод на основе пористого кремния. Справа расположена катодная часть, противоэлектродом является нержавеющая сталь. Так же имеется трубка для отвода побочных продуктов.

Требуемые для старта проекта инвестиции включают в себя закупку оборудования и пополнение оборотных средств.
Постоянные расходы нашего проекта - это заработная плата сотрудников и накладные, траты на электроэнергию, транспорт и амортизацию. Переменные –материалы для изготовления устройства.
Для расчета стоимости продукции мы использовали метод калькуляции расходов, метод полных издержек, основанный на затратах на производство продукции.
Также преимуществом нашей установки является сравнительно низкая стоимость получения чистого водорода. Было рассчитано, что 1 кг водорода обходится на 23% дешевле, чем при получении от других действующих электролитических генераторов водорода.

Мы спрогнозировали объем продаж и рассчитали основные показатели проекта.
Используемая ставка дисконтирования 20%. Чистая приведенная стоимость равна 6,7 млн. рублей. Она больше нуля, что свидетельствует об окупаемости проекта. Внутренняя норма доходности равна 38,5%, что демонстрирует запас прочности модели. Дисконтированный срок окупаемости проекта 14 месяцев. Все эти показатели говорят об экономической эффективности проекта.

Дальнейшие планы

КОМАНДА