TMDC Nanoflakes Tworzy nowy rodzaj fotosyntezy Solar Cell

- Feb 18, 2017 -

Nanoflakes diselenek wolframu może być stosowany do chemicznej konwersji dwutlenku węgla do tlenku węgla w cieczy jonowej. Jest to nowy odkryciem naukowców z University of Illinois w Chicago, którego urządzenie "fotosyntezy" działa tylko przy użyciu światła słonecznego. Nowy typ ogniw słonecznych może być stosowany do usuwania dwutlenku węgla z atmosfery i wytwarzania paliwa w tym samym czasie.


Elektrochemiczną redukcję emisji CO 2 może, co do zasady, być dobrym sposobem recyklingu tego gazu cieplarnianego z powrotem do paliw. Istniejące katalizatorami tej reakcji są zbyt mało wydajne.

Zespół kierowany przez Amin Salehi-Khojin   jak obecnie testowane na skuteczność klasy materiałów 2D zwanego dichalkogenidki metali przejściowych (TMDCs) jako katalizatorów w tej reakcji. Badacze w połączeniu materiałów z cieczy jonowej jako elektrolitu w dwóch komorach, z trzech elektrod ogniwa elektrochemicznego.

Wolfram diselenek sprawia sztuczny liść

Stwierdzili oni, że diselenek wolframu był najlepszy, w jego postaci nanoflake, lepiej niż katalizatory masowe (ze srebra, na przykład) o współczynnik 60. To także co najmniej dwa razy tak dobra jak inne związki nanoflake badanych w badaniu. Jest również 20 razy tańsza od katalizatora, srebra.

Następnie zespół wykorzystał katalizator zbudować sztuczny liść składa się z dwóch krzemowych ogniw fotowoltaicznych triple-junction wymiarach 18 cm 2 na światło żniwa. Diselenek wolframu i jonowe ciekłego katalizatora składa się z katody ogniwa, podczas gdy tlenek kobaltu elektrolitu fosforanu potasu składa się z anody.

Naśladując proces fotosyntezy

"Ten sztuczny liść naśladuje proces fotosyntezy", wyjaśnia Salehi-Khojin. "W prawdziwego liścia, CO 2 przekształca się cukru, ale w naszym liścia jest przekształcony w gaz syntezowy". Gaz syntezowy lub gaz syntetyczny jest mieszanina wodoru i tlenku węgla, i może być spalany bezpośrednio w turbinach gazowych i gazu syntezowego silniki lub przekształcony w oleju napędowym lub innymi paliwami węglowodorowymi o wysokiej gęstości, takie jak benzyna ciężka. Salehi-Khojin mówi, że on i jego koledzy również zaprojektować swój katalizator do bezpośredniego wytwarzania cukru lub innych węglowodorów.

Badacze mierzono aktywność katalityczną na każde miejsce aktywne w ich sztucznego liści, gdy został wystawiony na działanie światła o mocy 100 W / cm2. Chodzi o średniej intensywności światła słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi. Gaz syntezowy wytwarza się na katodzie, a wolne jony tlenu i wodoru jest wytwarzany na anodzie. Jony wodorowe dyfundują przez membranę od strony katody do wzięcia udziału w reakcji redukcji CO2.

farmy słoneczne

"Ta reakcja była 1000 razy lepiej niż zmierzone dla nanocząstek srebra i 60 razy lepsze niż nasz poprzedni prac prowadzonych na masowych dwusiarczku molibdenu," Salehi-Khojin mówi nanotechweb.org. "Co więcej, sprawność przetwarzania energii słonecznej do paliwa dla układu wynosi 4,6%, co stanowi 2,5% do poprzednich systemów".

Takie sztuczne liście mogłyby zostać wykorzystane do farm słonecznych obok zakładów chemicznych i energetycznych do konwersji CO2 ze strumieni spalin z paliw przy użyciu tylko energię słoneczną, dodaje. "W ten sposób możemy nie tylko naprawiać CO 2, ale również przechowywać energię Słońca w postaci wiązań chemicznych, która jest najbardziej wydajnym sposobem magazynowania tej energii."

Zespół Illinois, raportowanie swojej pracy w Science doi: 10.1126 / science.aaf4767 s Ays że teraz ma nadzieję na skalowanie swój system we współpracy z przemysłem i złożyła już do patentu tymczasowego.


Para:Przewodzącej Atramenty i wklej działalności: Wszystko się zmienia Następny:Naukowcy o uczelnie W.Va. obecne wyniki gospodarcze, wpływ wspólnotowych projektów badawczych