Innovative Supercrystal Material Ushers New Era In Solar Energy Efficiency

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Uuenduslik superkristallmaterjal juhatab sisse uue ajastu päikeseenergia tõhususes

autor Robert Schreiber

Berliin, Saksamaa (SPX) 04. detsember 2023

Müncheni Ludwig Maximiliani ülikooli (LMU) teadlased on teinud päikeseenergia tehnoloogia vallas märkimisväärse hüppe, arendades välja suure jõudlusega nanostruktuure, mis püstitasid uue maailmarekordi päikesevalgust kasutades rohelise vesiniku tootmises. See murranguline töö, mida on üksikasjalikult kirjeldatud ajakirjas Nature Catalysis, avab uued võimalused päikesepatareide ja fotokatalüsaatorite jaoks.

Uuringut juhtiv LMU eksperimentaalse füüsika ja energia muundamise professor Emiliano Cortes on võtnud kasutusele uudse lähenemisviisi päikeseenergia kasutamisele. Nanokosmosesse sukeldudes on Cortes ja tema meeskond LMU nanoinstituudis usinalt töötanud, et luua materiaalseid lahendusi päikeseenergia tõhusamaks kasutamiseks. "Meie uurimistöö algab seal, kus päikesevalguse suure energiaga osakesed kohtuvad aatomistruktuuridega, " ütleb Cortes, rõhutades nende töö uuenduslikku suunda.

Meeskond on keskendunud Maa „lahjendatud” päikesevalguse väljakutse ületamisele, mis annab väiksema energia piirkonna kohta. Traditsioonilised päikesepaneelid lahendavad selle, kattes suuri alasid, kuid Cortese lähenemine on erinev. E-konversiooni tippklastri, Solar Technologies go Hybrid algatuse ja Euroopa Teadusnõukogu toel on LMU meeskond välja töötanud plasmoonsed nanostruktuurid, mis kontsentreerivad päikeseenergiat tõhusamalt.

Üks nende silmapaistvamaid saavutusi on kahemõõtmeline superkristall, mis suudab päikesevalguse abil sipelghappest vesinikku genereerida. Projekti võtmeteadlane dr Matias Herran selgitab: „Me loome osakesi plasmoonsest metallist, antud juhul kullast, vahemikus 10-200 nanomeetrit. Sellel skaalal on nähtava valguse interaktsioon kulla elektronidega oluliselt paranenud. Selle interaktsiooni tulemuseks on kullaosakeste vahel väga lokaliseeritud ja tugevad elektriväljad, mida nimetatakse levialadeks. Plaatina nanoosakesed on nendesse vaheruumidesse strateegiliselt paigutatud, et muuta sipelghape tõhusalt vesinikuks.

Selle protsessi tõhusus on võrreldamatu. Superkristalli vesiniku tootmise kiirus sipelghappest on 139 millimooli tunnis katalüsaatori grammi kohta, mis on praegu päikesevalguse abil vesiniku tootmise maailmarekord. See läbimurre pakub paljutõotavat alternatiivi traditsioonilistele vesiniku tootmismeetoditele, mis sõltuvad peamiselt fossiilkütustest, nagu maagaas.

Cortesi ja Herrani innovatsioon ei kujuta endast mitte ainult edusammu rohelise vesiniku tootmises, vaid sisaldab ka potentsiaali tööstuslikeks rakendusteks, näiteks CO2 muutmiseks kasutatavateks aineteks. Plasmoonsete ja katalüütiliste metallide kahekordne integreerimine tähistab olulist edasiminekut tugevate fotokatalüsaatorite väljatöötamisel.

Selle uuringu tagajärjed on kaugeleulatuvad. Suurendades päikeseenergia muundamise tõhusust ja avades uusi võimalusi taastuva vesiniku tootmiseks, on see tehnoloogia säästvate energialahenduste esirinnas. LMU meeskonna töö, mida toetab nanotehnoloogia ja sügav arusaam fotofüüsikast, võib sillutada teed tõhusamatele ja keskkonnasõbralikumatele energiasüsteemidele kogu maailmas. Nende materjaliarendus on juba patenteeritud, mis näitab tugevat usaldust selle ärilise elujõulisuse ja võimaliku mõju vastu energiasektorile.

Uurimisaruanne:Plasmoonilised bimetallilised kahemõõtmelised superkristallid H2 genereerimiseks

Lingid

Nanoteaduste keskus

Kõik päikeseenergia kohta saidil SolarDaily.com