دستگاهی که آب را به سوخت هیدروژنی تبدیل می کند

محققان دستگاهی خودکفا ساخته اند که شامل سلول خورشیدی است و می تواند آب را با کمک انرژی خورشید به سوخت هیدروژنی تبدیل کند.

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از نیواطلس، محققان دانشگاه رایس یک دستگاه خورشیدی ساده ابداع کرده اند که با تجزیه آب می تواند سوخت هیدروژنی تولید کند.

این سیستم مشابه «برگ های مصنوعی» دیگری است که تابه حال ساخته شده اند، اما مبدعان آن ادعا می کنند دستگاه مذکور با هزینه اندک ساخته می شود و خودکفا است.

سیستم مذکور شامل سلول های خورشیدی پروسکایت است که به الکترودهایی متصل هستند. این الکترودها از کاتالیست هایی تشکیل شده اند که آب را الکترولیز می کنند. هنگامیکه نورخورشید به سلول خورشیدی برخورد می کند، الکتریسیته برای فعال کردن کاتالیست به وجود می آید. در مرحله بعد این کاتالیست آب را به اکسیژن و هیدروژن تجزیه می کند. این گازها به شکل حباب هایی روی سطح آشکار می شوند و می توان آنها را جمع آوری و استفاده کرد.

کارآمدی  این روش  حدود ۶.۷ درصد است. حال آنکه نرخ شاخص کارآمدی سیستم های مشابه پایین تر است. با این وجود، به گفته محققان مفید ترین ویژگی این سیستم آن است که به هیچ منبع انرژی خارجی نیاز ندارد. سلول خورشید و الکترودها در یک واحد هستند. اجزای سلول های خورشیدی درون یک پوسته پلیمری قرار می گیرند تا آب به آنها آسیب نرساند.

اما الکترودها روی پوسته قرار می گیرند تا آب را تجزیه کنند.

محققان برای کاهش هزینه ها سلول های خورشیدی پروسکایت را نیز دستکاری کرده اند تا به عناصر گرانقیمت (مانند پلاتینیوم) کمتری نیاز داشته باشد. به این ترتیب هزینه تولید دستگاه کاسته می شود.

کد خبر 4918634

• 
  

معرفی سوخت های پاک

ا کاهش منابع اولیه تولید باتری های لیتیومی، خودروسازان در پی آن هستند تا سوخت های جایگزین دیگری بیابند. در همین راستا آنها از هیدروژن، روغن خوراکی و حتی گرافن سوخت تهیه کرده اند. پس از اختراع خودروهایی با سوخت فسیلی، یکی از دغدغه‌های اصلی تولیدکنندگان چنین موتورهایی و مصرف‌کنندگانش، موضوع آلودگی‌های زیست محیطی آن بود. آلودگی‌هایی که در مقاطع مختلف باعث شد سوخت‌های دیگری مانند سوخت‌ اتمی هم جایگزین آن شود. اما هر کدام از آنها با مشکلاتی روبرو بودند. در همین راستا محققان در پی ساخت سوخت‌های جدید و جایگزین برای به حرکت در آوردن خودروها هستند. در همین راستا خودروهای الکتریکی به بازار عرضه شدند که با باتری های لیتیوم یونی حرکت می کردند. هرچند این خودروها به محیط زیست آسیب کمتری می رسانند اما تولید آنها نیز بدون مشکل نیست. درحال حاضر تولید کنندگان باتری با مشکل تامین ذخایر مواد اولیه کلیدی باتری های بزرگ روبرو هستند. کبالت و لیتیوم دو ماده اصلی هستند که در این باتری ها به کار می روند که ذخایر مورد نیاز برای این صنعت پرسود را تامین می کنند. شرکت معدنی Trent Mell of First Cobalt در کانادا در این باره می گوید: کبالت فلز خطرناکی است زیرا ذخایر اندکی دارد. مقدار زیادی از آن تولید نمی شود. ما به کشف ذخایر بیشتر نیاز داریم. این درحالی است که تولید کنندگان خودروهای مجهز به فناوری بالا و شرکت های الکترونیکی بدون این فلز نمی توانند به فعالیت خود ادامه دهند. بنابراین تولید کنندگان خودروهای الکتریکی باید نگران آن باشند که تامین مواد اولیه معدنی یا فرایند های زیربنایی پالایش و فرآوری روی یک منبع متمرکز شود. بدون منابع متنوع احتمال محدودیت ذخایر نیز جدی تر می شود. درهمین راستا محققان سعی دارند سوخت های جایگزین دیگری برای خودروها بیابند که در زیر برخی از آنها را می خوانید: خودروهای هیدروژنی در راهند یکی از این سوخت‌های جایگزین هیدروژن است. این ماده ذخیره انبوهی در جهان دارد. این گاز بی‌رنگ و بی‌بو قابلیت ذخیره سازی و ارائه انرژی دارد. البته این ماده خود به تنهایی در جهان وجود ندارد بلکه از ترکیباتی به دست می‌آید. چند منبع از جمله سوخت‌های فسیلی یا انرژی خورشیدی و زمین گرمایی می‌توانند هیدروژن تولید کنند. سلول‌های سوختی می‌توانند انرژی شیمیایی هیدروژن را به الکتریسیته تبدیل کنند. چنین موتوری دو تا سه برابر کارآمدتر از موتور احتراقی بنزینی است سلول‌های سوختی می‌توانند انرژی شیمیایی هیدروژن را به الکتریسیته تبدیل کنند. چنین موتوری دوتا سه برابر کارآمدتر از موتورهای احتراقی است که با بنزین کار می‌کنند. در حال حاضر ناوگانی از اتوبوس‌های هیدروژنی در شهر آبردین واقع در اسکاتلند به کار گرفته شده است. خودروهای هیدروژنی فقط بخار آب منتشر می‌کنند. بسیاری از خودروسازان مشغول آزمایش خودروهای هیدروژنی هستند. BMW Hydrogen۷ یکی از مشهورترین خودروهای هیدروژنی است. البته به دلیل نبود ایستگاه‌های سوختگیری هیدروژنی این فناوری چندان گسترده نیست. تهیه سوختی از روغن خوراکی فرآیند تبدیل روغن خوراکی به سوخت بسیار ساده است و حتی می توان در خانه نیز آن را انجام داد بیودیزل نوعی سوخت است که از روغن خوراکی و گریس تهیه می‌شود. هر خودرویی که موتور بنزینی معمولی داشته باشد، می‌تواند با این سوخت نیز حرکت کند. فرایند تبدیل روغن خوراکی به سوخت بسیار ساده است و حتی می‌توان در خانه نیز آن را انجام داد. حتی در آمریکا بسیاری از افراد سوخت مورد نیاز خود را با استفاده از روغن خوراکی رستوران‌های محلی تهیه می‌کنند. تامین سوخت از ذرت و نیشکر اتانول نیز روز به روز بیشتر جای خود را در فهرست سوخت‌های جایگزین باز می‌کند. در حقیقت بیشتر اوقات این ماده در تابستان به بنزین اضافه می‌شود تا از انتشار گازهای گلخانه‌ای بکاهد. اتانول نوعی الکل است که از گیاهان تامین می‌شود. این ماده در آمریکا از ذرت و در کشورهای دیگر مانند برزیل از نیشکر تامین می‌شود. بسیاری از خودروسازان اکنون اتومبیل با موتورهایی ساخته‌اند که از چند نوع سوخت استفاده می‌کند. این موتورها علاوه بر سوخت معمولی می‌توانند از اتانول E۸۵ نیز استفاده کنند. این سوخت شامل ۱۵ درصد بنزین و ۸۵ درصد اتانول است. هوا تبدیل به سوخت می‌شود اکنون خودروهایی ساخته شده‌اند که هوای فشرده را به شکل سوخت مصرف می‌کنند. در این نوع خودرو هوا در لوله‌های مخصوص فشرده می‌شود. در موتورهای معمولی خودرو، هوا با بنزین ترکیب می‌شود و سپس احتراق شکل می‌گیرد تا نیروی لازم برای حرکت خودرو ایجاد شود. اما در خودرویی که هوای فشرده را جای سوخت مصرف می‌کند، موتور از انبساط هوای فشرده شده در لوله‌های مخصوص (فشار بالا) برای به کار انداختن پیستون‌های موتور خودرو کمک می‌گیرد. خودروهای هوای فشرده فقط با این نوع سوخت حرکت نمی‌کنند بلکه موتورهای الکتریکی نیز هوای داخل لوله‌ها را فشرده می‌کنند. با این وجود نمی‌توان این خودروها را الکتریکی به حساب آورد زیرا موتورهای آنان به طور مستقیم چرخ را به حرکت در نمی‌آورد. موتورهای الکتریکی بسیار کوچکترند، خودروهای هوای فشرده نیز باید شارژ شوند اما چون موتور آنها انرژی کمتری مصرف می‌کند، مدت زمان شارژ نیز کوتاه‌تر است. نیتروژن مایع، سوختی کارآمد این ماده یک سوخت جایگزین دیگر است که مانند هیدروژن در طبیعت مقدار زیادی در آن وجود دارد. خودروهای نیتروژنی در مقایسه با نمونه‌های بنزینی، آلاینده‌های کمتری تولید می‌کنند. اما خودروهای نیتروژنی برخلاف هیدروژنی به نوع متفاوتی از موتور نیاز دارند. در حقیقت خودروهای نیتروژنی از موتوری شبیه موتور هوای فشرده استفاده می‌کنند. در چنین خودرویی نیتروژن مایع سرد نگهداشته می‌شود. برای روشن کردن خودرو نیتروژن وارد موتور می‌شود. در آنجا پس از داغ شدن منبسط شده و انرژی تولید می‌کند. باتری‌های گرافنی یکی از جدیدترین فناوری‌ها برای خودروهای آینده استفاده از باتری‌های گرافنی است. حتی در نمایشگاه اتومبیل جنوا ۲۰۱۷، یک خودروی چینی تمام الکتریکی از شرکت Pininfarina به نمایش درآمد که برای Hybrid Kinetic Group ساخته شده بود. این خودروی لوکس صندوق دار H۶۰۰ با فناوری باتری گرافنی حرکت می‌کرد. البته مشخصات و قابلیت‌های فنی این خودرو مشخص نشده اما باتری‌های گرافنی در مقایسه با نمونه‌های لیتیوم یونی ۵۰ تا ۱۰۰ برابر کارآمدتر هستند و تراکم انرژی آنها ۵ تا ۱۰ برابر بیشتر است. سال ۲۰۵۰ نیمی از خودروهای جهان برقی می شوند تحلیلگران موسسه مالی مورگان استنلی پیش بینی می کنند تا ۲۰۵۰ میلادی فروش جهانی خودروهای برقی سالانه از ۱۳ میلیون دستگاه فراتر می رود. همچنین آنها پیش بینی می کنند تا این تاریخ نزدیک ۴۷ درصد خودروهای جهان برقی باشند. بنابراین با توجه به روند به وجود آمده و کاهش ذخایر لازم برای تولید باتری های لیتیوم یونی باید سوخت های جایگزین دیگر را نیز به کار گرفت.

تولید سوخت از گاز مونو اکسید کربن

محققان موسسه فناوری ماساچوست موفق به ابداع غشایی شدند که قادر است کربن مونوکسید را از کربن دی‌ اکسید جدا کند و گازهای آلاینده گلخانه‌ای را به سوخت‌های جایگزین تبدیل کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، محققان "موسسه فناوری ماساچوست"(MIT) یک سیستم مبتنی بر غشا را ایجاد کرده‌اند که می‌تواند کربن دی اکسید را به سوخت‌های جایگزین تبدیل کند. این روند به طور موثر در مقیاس کوچک اثبات شده است و محققان امیدوارند که در نهایت این سیستم را به نیروگاه‌های معمولی مبتنی بر سوخت فسیلی متصل سازند.

این غشا از لانتانیم، کلسیم و اکسید آهن ساخته شده که برای جدا کردن اکسیژن از کربن دی اکسید  طراحی شده است و کربن مونوکسید به جا می‌گذارد که پس از آن می‌تواند به انواع سوخت‌های مفید تبدیل شود.                                                                                             

این فرآیند نیاز به انرژی قابل توجهی برای تولید دمایی تا 990 درجه سانتیگراد برای جدا کردن کربن دی اکسید ورودی به اکسیژن و کربن مونوکسید دارد.

اما محققان پیشنهاد می‌دهند که این انرژی گرمایی را می‌توان توسط انرژی خورشیدی یا گرمای تلف شده که در خود نیروگاه تولید می‌شود، تامین کرد.

نتیجه عملی فرضیه این است که این فرآیند را با اضافه کردن یک خروجی کاملا جدید سوخت، به یک نیروگاه گاز طبیعی اضافه کنید.

پس از آن کربن دی اکسید تولید شده از تولید برق از سوختن گاز را از سیستم غشایی عبور می‌دهند که خود از طریق جریان کوچکی از گاز طبیعی اصلی تامین می‌شود.

کربن مونوکسید خروجی می‌تواند با هیدروژن ترکیب شود تا تولید گاز سنتزی را که می‌تواند برای تولید برق به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی استفاده شود، یا به شبکه توزیع گاز موجود تغذیه کند.

این فرایند یک محصول تجاری جدید برای نیروگاه تولید کرده و در عین حال کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای را نیز به همراه دارد.

گاز سنتز(syngas) گونه‌ای سوخت گازی است که ترکیبی از هیدروژن، کربن مونوکسید و کربن دی اکسید است.

از گاز سنتز می‌توان به عنوان منبع هیدروژن برای تولید آمونیاک، متانول و هیدروژن دهی در عملیات پالایش و حتی به عنوان سوخت و نیز روان‌ساز در فرایند فیشر-تروپشا استفاده کرد.

گاز سنتز از گاز طبیعی، نفتا، زیست‌توده و زغال سنگ به دست می‌آید.

شایان ذکر است که این تحقیق توسط شرکت "Shell Oil" پشتیبانی می‌شود که امیدوار به یافتن یک نتیجه واقعی و عملی است.

در کل اگر شرکت‌های سوخت فسیلی بزرگ بتوانند راهی برای تبدیل گاز کربن دی اکسید منتشر شده به یک منبع درآمد پیدا کنند، آنگاه یک سناریوی برد-برد واقعی برای همه به وقوع می‌پیوندد.

این تحقیق در مجله ChemSusChem منتشر شده است.  

تولید برق و سوخت هیدروژن از ابرخازن خورشیدی

یک نسخه از دستگاه ابداعی دانشگاه کالیفرنیا که می‌تواند برق و هیدروژن تولید کند

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا یک ابرخازن خورشیدی ساخته‌اند که قادر است روی تراشه خود هم برق و هم سوخت هیدروژن تولید کند.

به گزارش ایسنا و به نقل از گیزمگ، وسایل نقلیه هیدروژنی به آرامی در حال ورود به خیابان‌ها هستند، اما اگرچه هیدروژن یک منبع سوخت پاک و فراوان است، فقدان زیرساخت‌ها برای تولید، توزیع و ذخیره‌سازی انبوه آن هنوز یک راه پر پیچ و خم است.

اما محصول جدیدی از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس (UCLA) با دستگاهی که از نور خورشید برای تولید هیدروژن و برق استفاده می‌کند، می‌تواند این مانع را بردارد.

دستگاه ابداعی آنها یک واحد هیبریدی است که ترکیبی از ابررایانه با یک سلول سوختی هیدروژن است و کل انرژی خورشیدی را ذخیره می‌کند.

در کنار الکترودهای مثبت و منفی معمول، دستگاه دارای یک الکترود سوم است که می‌تواند انرژی الکتریسیته را ذخیره کند یا از آن برای تقسیم آب به اتم‌های هیدروژن و اکسیژن تشکیل دهنده آن که فرایندی به نام الکترولیز آب است، استفاده شود.

محققان برای ساختن الکترودهای تا حد ممکن کارآمد، میزان سطحی را که با آب برخورد می‌کند به حداکثر، یعنی به دقت نانو رساندند. این باعث افزایش مقدار هیدروژنی می‌شود که سیستم می‌تواند تولید کند و همچنین مقدار انرژی که ابرخازن می‌تواند ذخیره کند.

"ریچارد کانر"، نویسنده ارشد این تحقیق می‌گوید: مردم نیاز به سوخت دارند تا از وسایل نقلیه و برقی خود استفاده کنند. حالا شما می‌توانید هر دو سوخت هیدروژنی و برق را با یک دستگاه واحد داشته باشید.

هیدروژن به تنهایی ممکن است انرژی پاکی باشد، اما تولید آن در مقیاس تجاری پاک نیست. تولید آن اغلب با تبدیل گاز طبیعی انجام می‌شود که نه تنها موجب انتشار مقدار زیادی دی اکسید کربن می‌شود، بلکه می‌تواند هزینه‌بر نیز باشد.

استفاده از منابع تجدیدپذیر مانند خورشید می‌تواند به حل هر دوی این مشکلات در آن واحد کمک کند.

دستگاه ابداعی UCLA از موادی مانند نیکل، آهن و کبالت استفاده می‌کند که بسیار فراوان‌تر از فلزات گرانبها مانند پلاتین هستند و در حال حاضر برای تولید هیدروژن استفاده می‌شوند.

"کانر" افزود: هیدروژن یک سوخت فوق‌العاده برای وسایل نقلیه است. این پاک‌ترین سوخت شناخته شده است. ارزان است و هیچ آلاینده‌ای در هوا آزاد نمی‌کند و تنها آب تولید می‌کند. این موضوع می‌تواند به طور چشمگیری هزینه خودروهای هیدروژنی را کاهش دهد.

سیستم جدید همچنین می‌تواند به حل برخی از مشکلات اساسی و زیربنایی خودروهای هیدروژنی نیز کمک کند. چرا که وسایل نقلیه هیدروژنی به محض خالی شدن منبع هیدروژن دیگر تکان نمی‌خورند، اما محققان توانسته‌اند در این بخش به پیشرفت‌هایی دست یابند.

کاربران این دستگاه تقریبا در هر نقطه تنها کافی است تا خود را تحت نور خورشید قرار دهند تا هیدروژن لازم تولید شود.

این نوع خودروها برای کسانی که در مناطق روستایی یا دورافتاده زندگی می‌کنند، مفید هستند.

بخشی از این ابرخازن می‌تواند انرژی خورشیدی را به صورت شیمیایی و به صورت هیدروژن ذخیره کند. انجام این کار می‌تواند به تقویت ذخیره انرژی برای شبکه کمک کند.

این تحقیق در مجله Energy Storage Materials منتشر شده است.

قدیمی‌ترین نیروگاه‌ زیست توده در حوالی خرم‌آباد

یک مدرس کارآفرینی گفت: یکی از قدیمی‌ترین نیروگاه‌های زیست توده در حوالی شهر خرم‌آباد قرار دارد.

به گزارش ایسنا، دکتر هادی امیدی‌نسب در کارگاه آموزش انرژی‌های نو و فرصت‌های کارآفرینی که به همت سازمان تجاری‌سازی و فناوری اشتغال دانش‌آموختگان جهاد دانشگاهی استان برگزار شد، اظهار کرد: انرژی‌های نو به دلیل پاک بودن‌شان و بحران انرژی امروزه، مورد توجه قرار گرفته‌اند.

وی اضافه کرد: در کشور طبق سند چشم‌انداز ایران 1404 و نقشه جامع علمی آن، انرژی‌های نو جزء فن‌آوری‌های حوزه «الف» قرار گرفته است و در آینده بکارگیری فارغ‌التحصیلان این رشته‌ها در اولویت بوده و یکی از پردرآمدترین مشاغل محسوب خواهند شد.

امیدی‌نسب خاطرنشان کرد: طبق تعریف سازمان بین‌المللی انرژی‌های نو(IRENA) این انرژی‌ها به زیست توده، زمین گرمایی، بادی، خورشیدی و هیدروژن و پیل سوختی تقسیم می‌شوند.

این مدرس کارآفرینی ادامه داد: برای زیست توده تعاریف مختلف و متنوع مطرح است و در روستایی حوالی شهر خرم‌آباد به نام نیازآباد یکی از قدیمی‌ترین نیروگاه‌های زیست توده وجود دارد که با فضولات دامی آب درون مخزن را گرم می‌کردند.

وی با بیان اینکه در سطح جهان انواع نیروگاه‌های زیست توده به ظرفیت 44 هزار مگاوات نصب شده است، گفت: در سال 2004 این رقم 39 هزار مگاوات بوده و هم اکنون نیروگاه‌های زیست توده یک درصد ظرفیت نصب شده برق دنیا هستند.

امیدی‌نسب با اشاره به انرژی هیدروژن یادآور شد: امروزه هیدروژن را می‌توان از فرآیندهایی همچون الکترولیز آب، رفورمینگ گاز طبیعی و اکسیداسیون جزئی سوخت‌های فسیلی به دست آورد. در حال حاضر بیش از 90 درصد از کل هیدروژن تولیدی در جهان از سوخت‌های فسیلی به دست می‌آید و بیشترین مصرف هیدروژن در صنایع نفت و پالایش است.

این مدرس کارآفرینی با اشاره به انرژی زمین گرمایی بیان کرد: از عمق 12 تا 120 کیلومتری زمین حفاری شده و بخار آب را به روی زمین می‌آورند. نواحی که دارای پتانسیل انرژی زمین گرمایی بوده منطبق بر مناطق آتشفشانی و زلزله خیز جهان هستند.

وی انواع نیروگاه‌های زمین گرمایی را دو نوع با سیال دو فاز و تک‌فاز عنوان کرد و گفت: انرژی باد نیز به عنوان انرژی‌های نو به کار برده می‌شود که توربین‌های بادی انرژی جنبشی را به مکانیکی و سپس الکتریکی تبدیل می‌کنند.

امیدی‌نسب با اشاره به انرژی خورشیدی بیان کرد: این انرژی معادل 10.8*5.1 کیلووات ساعت در سال است که به دلیل بازتاب، تعرق و جذب توسط گازها و ذرات معلق در جو تنها 47 درصد از این انرژی به سطح زمین می‌رسد. انرژی نوری را می‌توان مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل کرد. به جز نوار شمالی تمامی کشور استعداد استفاده از انرژی خورشیدی را دارند.

منشا انرژی خورشید.جوش هسته ای

منشأ گرمای خورشید

هیچ یک از منابع انرژی که تا کنون شناخته شده اند نتوانسته اند درجه حرارتی را که در خورشید وجود دارد را تولید کنند. با دست یابی انسان به انرژی اتمی و کشف رازهای اتم و انرژی نهفته در آن به نظر می رسد که انسان تا حدودی به رمز و راز و چگونگی اتفاقاتی که در خورشید به وقوع می پیوندد و باعث تولید چنین انرژی عظیمی میشود پی برده است.

در گذشته تصور می شد که خورشید یک توده بسیار عظیم از مواد سوختی مثل زغال سنگ یا نفت است که در حال سوختن می باشد. اما امروزه دانشمندان معتقدند خورشید یک کوره هسته ای بسیار بزرگ است که در آنجا عمل همجوشی هسته ای اتفاق می افتد. در خورشید دو اتم هیدروژن با هم همجوشی هسته ای حاصل نموده و تبدیل به یک اتم هلیم می شوند. در این فعل و انفعال مقداری از جرم هیدروژن در هنگام تبدیل هیدروژن به هلیم ناپدید می شود و به ازای آن انرژی گرمایی فوق العاده زیادی تولید می شود.

از دو طریق می توان انرژی هسته ای (اتمی) تولید کرد. یکی از طریق شکافت هسته ی اتم و آزاد سازی انرژی نهفته در آن و دیگری همجوشی دو اتم از یک عنصر و تشکیل یک اتمِ یک عنصر سنگین تر، در روی زمین روش اول یعنی شکافت هسته اتم و استفاده از انرژی آن در راکتور های هسته ای یا همان نیروگاه های اتمی انجام می شود. اما روش دوم یعنی همجوشی دو اتم، به دلیل سخت بودن شرایط انجام آن هنوز عملی نشده است.

شرایط لازم برای انجام عمل همجوشی هسته ای عبارتند از: 1- دمای بسیار بالا، 2- فشار بسیار بالا. از آنجا که هیچ کدام از این دو شرط هنوز توسط انسان قابل انجام نیست، عمل همجوشی هسته ای تا کنون در روی زمین انجام نشده است. اما در خورشید هر دو شرط فراهم است. دما در مرکز خورشید حدود 15 میلیون درجه سانتی گراد و فشار 1220 اتمسفر یعنی دقیقاً 1220 برابر فشار روی کره زمین است. در چنین شرایطی دو اتم هیدروژن با انرژی بسیار زیاد با یکدیگر برخورد کرده و در ضمن تبدیل به یک اتم هلیم مقدار ناچیزی از جرم خود را از دست داده و در مقابل، انرژی فوق العاده زیادی تولید می کنند. گرمای تولید شده از این واکنش هسته ای مقداری صرف انجام همجوشی اتم های هیدروژن دیگر می شود و بخش دیگر آن بصورت تشعشع وارد فضای لایتناهی می شود و فقط قسمت بسیار ناچیزی از آن پس از طی نمودن فاصله میان خورشید و زمین، به زمین می رسد.

در خورشید در هر ثانیه 564 میلیون تن هیدروژن به 560 میلیون تن هلیم تبدیل می شود و 4 میلیون تن تفاوت جرم هیدروژن و هلیم در عین این عمل به انرژی عظیمی تبدیل می شود. مقدار انرژی که خورشید به زمین می تابد معادل 10¹⁷×2 ژول در هر ثانیه است. برای آنکه به بزرگی این مقدار انرژی گرمایی پی ببریم باید گفت که هرگاه بخواهیم درجه حرارت یک کیلو گرم آب را یک درجه سانتی گراد افزایش دهیم، باید 4200 ژول گرما مصرف کنیم. با توجه به این نکته پی می بریم که خورشید چه انرژی عظیمی را در هر ثانیه به زمین می فرستد. البته قسمت اندکی از انرژی خورشید به زمین می تابد. دانشمندان محاسبه کرده اند که از این مقدار کم انرژی حدود 33 درصد بدون تغییر قبل از رسیدن به زمین توسط زمین منعکس می شود و به فضا باز می گردد و 45 درصد آن به صورت انرژی حرارتی به بیرون باز می گردد و فقط 22 درصد آن برای تبخیر آب های سطحی و آب دریا ها و کمتر از 001/0 درصد آن صرف عمل حیاتی فتوسنتز می شود. قابل توجه است که قسمت عمده اشعه های مضر خورشید از جمله اشعه ماوراء بنفش خورشید توسط لایه ی ازون در جو اطراف زمین منعکس می شود و زمین از این اشعه های مضر محافظت می شود.