Innovative Supercrystal Material Ushers New Era In Solar Energy Efficiency

Genudgivet af Platon

Abonnenter: 0

Innovativt superkrystalmateriale indleder en ny æra inden for solenergieffektivitet

af Robert Schreiber

Berlin, Tyskland (SPX) 04. december 2023

Forskere ved Ludwig Maximilian Universitetet i München (LMU) har taget et betydeligt spring inden for solenergiteknologi og udviklet højtydende nanostrukturer, der sætter en ny verdensrekord i produktion af grøn brint ved hjælp af sollys. Dette banebrydende arbejde, der er beskrevet detaljeret i en publikation i Nature Catalysis, åbner nye veje for solceller og fotokatalysatorer.

Professor Emiliano Cortes i eksperimentel fysik og energikonvertering ved LMU, der leder forskningen, har taget en ny tilgang til at udnytte solenergi. Ved at dykke ned i nanokosmos har Cortes og hans team på LMU's Nano-Institut arbejdet ihærdigt på at skabe materialeløsninger til mere effektiv udnyttelse af solenergi. "Hvor de højenergipartikler af sollys møder atomare strukturer, er der, hvor vores forskning begynder," fastslår Cortes og understreger den innovative retning af deres arbejde.

Holdets fokus har været på at overkomme udfordringen med Jordens 'fortyndede' sollys, som giver en lavere energi pr. område. Traditionelle solpaneler løser dette ved at dække store områder, men Cortes' tilgang er anderledes. Med støtte fra e-conversion cluster of excellence, Solar Technologies go Hybrid-initiativet og European Research Council, har LMU-teamet udviklet plasmoniske nanostrukturer, der koncentrerer solenergi mere effektivt.

En af deres mest bemærkelsesværdige resultater er en todimensionel superkrystal, der er i stand til at generere brint fra myresyre ved hjælp af sollys. Dr. Matias Herran, en nøgleforsker i projektet, forklarer: "Vi skaber partikler af et plasmonisk metal, i dette tilfælde guld, i området 10-200 nanometer. På denne skala er interaktionen mellem synligt lys og guldets elektroner væsentligt forbedret." Denne interaktion resulterer i stærkt lokaliserede og stærke elektriske felter, kendt som hotspots, mellem guldpartiklerne. Platinnanopartikler er strategisk placeret i disse mellemrum for effektivt at omdanne myresyre til brint.

Effektiviteten af denne proces er uden sidestykke. Superkrystallen kan prale af en brintproduktionshastighed fra myresyre på 139 millimol i timen per gram katalysator, som i øjeblikket holder verdensrekorden for brintproduktion ved brug af sollys. Dette gennembrud tilbyder et lovende alternativ til de traditionelle brintproduktionsmetoder, der overvejende er afhængige af fossile brændstoffer som naturgas.

Cortes og Herrans innovation repræsenterer ikke kun et fremskridt inden for grøn brintproduktion, men rummer også potentiale for industrielle anvendelser, såsom at omdanne CO2 til brugbare stoffer. Den dobbelte integration af plasmoniske og katalytiske metaller markerer et betydeligt fremskridt i udviklingen af potente fotokatalysatorer.

Konsekvenserne af denne forskning er vidtrækkende. Ved at øge effektiviteten af konvertering af solenergi og åbne nye veje for vedvarende brintproduktion, står denne teknologi i spidsen for bæredygtige energiløsninger. LMU-teamets arbejde, understøttet af nanoteknologi og en dyb forståelse af fotofysik, kunne bane vejen for mere effektive og miljøvenlige energisystemer globalt. Deres materialeudvikling er allerede patenteret, hvilket signalerer en stærk tillid til dets kommercielle levedygtighed og potentielle indvirkning på energisektoren.

Forskningsrapport:Plasmoniske bimetalliske todimensionelle superkrystaller til H2-generering

Relaterede links

Center for NanoScience

Alt om solenergi på SolarDaily.com