Material superkristal yang inovatif mengantarkan era baru dalam efisiensi energi surya

Material superkristal yang inovatif mengantarkan era baru dalam efisiensi energi surya

Stempel Waktu: 8 Desember 2023 6:13
Node Sumber: 3001726

Material superkristal yang inovatif mengantarkan era baru dalam efisiensi energi surya

oleh Robert Schreiber

Berlin, Jerman (SPX) 04 Desember 2023

Para peneliti di Universitas Ludwig Maximilian Munich (LMU) telah membuat lompatan signifikan dalam teknologi energi surya, mengembangkan struktur nano berkinerja tinggi yang mencetak rekor dunia baru dalam produksi hidrogen ramah lingkungan menggunakan sinar matahari. Karya inovatif ini, yang dirinci dalam publikasi di Nature Catalysis, membuka jalan baru bagi sel surya dan fotokatalis.

Memimpin penelitian ini, Profesor Emiliano Cortes dari fisika eksperimental dan konversi energi di LMU, telah mengambil pendekatan baru untuk memanfaatkan energi matahari. Menyelami nanokosmos, Cortes dan timnya di Institut Nano LMU telah bekerja dengan tekun untuk menciptakan solusi material guna penggunaan energi matahari yang lebih efisien. “Tempat pertemuan partikel energi tinggi sinar matahari dengan struktur atom adalah tempat penelitian kami dimulai,” kata Cortes, menekankan arah inovatif dari pekerjaan mereka.

Fokus tim adalah mengatasi tantangan 'pencairan' sinar matahari di Bumi, yang menghasilkan energi lebih rendah per area. Panel surya tradisional mengatasi hal ini dengan mencakup area yang luas, namun pendekatan Cortes berbeda. Dengan dukungan cluster keunggulan e-konversi, inisiatif Solar Technologies go Hybrid, dan Dewan Riset Eropa, tim LMU telah mengembangkan struktur nano plasmonik yang memusatkan energi matahari secara lebih efektif.

Salah satu pencapaian mereka yang paling menonjol adalah superkristal dua dimensi, yang mampu menghasilkan hidrogen dari asam format menggunakan sinar matahari. Matias Herran, peneliti utama dalam proyek ini, menjelaskan, “Kami membuat partikel dari logam plasmonik, dalam hal ini, emas, dalam kisaran 10-200 nanometer. Pada skala ini, interaksi cahaya tampak dengan elektron emas meningkat secara signifikan.” Interaksi ini menghasilkan medan listrik yang sangat terlokalisasi dan kuat, yang dikenal sebagai hotspot, di antara partikel-partikel emas. Nanopartikel platinum ditempatkan secara strategis di sela-sela ini untuk mengubah asam format menjadi hidrogen secara efisien.

Efisiensi proses ini tidak ada bandingannya. Superkristal ini memiliki tingkat produksi hidrogen dari asam format sebesar 139 milimol per jam per gram katalis, yang saat ini memegang rekor dunia untuk produksi hidrogen menggunakan sinar matahari. Terobosan ini menawarkan alternatif yang menjanjikan dibandingkan metode produksi hidrogen tradisional, yang sebagian besar bergantung pada bahan bakar fosil seperti gas alam.

Inovasi Cortes dan Herran tidak hanya mewakili kemajuan dalam produksi hidrogen ramah lingkungan namun juga memiliki potensi untuk aplikasi industri, seperti mengubah CO2 menjadi zat yang dapat digunakan. Integrasi ganda logam plasmonik dan katalitik menandai kemajuan signifikan dalam pengembangan fotokatalis yang ampuh.

Implikasi dari penelitian ini sangat luas. Dengan meningkatkan efisiensi konversi energi surya dan membuka jalur baru untuk produksi hidrogen terbarukan, teknologi ini menjadi yang terdepan dalam solusi energi berkelanjutan. Kerja tim LMU, yang didukung oleh nanoteknologi dan pemahaman mendalam tentang fotofisika, dapat membuka jalan bagi sistem energi yang lebih efektif dan ramah lingkungan secara global. Pengembangan material mereka telah dipatenkan, menandakan keyakinan yang kuat terhadap kelayakan komersial dan potensi dampaknya terhadap sektor energi.

Laporan penelitian:Superkristal dua dimensi bimetalik plasmonik untuk generasi H2

Link Terkait

Pusat Sains Nano

Semua Tentang Energi Matahari di SolarDaily.com

Stempel Waktu:

Lebih dari Nanodaiy