혁신적인 초결정 소재로 태양 에너지 효율의 새로운 시대를 열다

혁신적인 초결정 소재로 태양 에너지 효율의 새로운 시대를 열다

타임 스탬프 : 8 년 2023 월 6 일 오전 13:XNUMX
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혁신적인 초결정 소재로 태양 에너지 효율의 새로운 시대를 열다

로버트 슈라이버

독일 베를린(SPX) 04년 2023월 XNUMX일

뮌헨 루드비히 막시밀리안 대학(LMU)의 연구원들은 햇빛을 이용한 녹색 수소 생산 분야에서 새로운 세계 기록을 세운 고성능 나노구조를 개발하여 태양 에너지 기술에서 상당한 도약을 이루었습니다. Nature Catalytic의 간행물에 자세히 설명된 이 획기적인 연구는 태양전지와 광촉매에 대한 새로운 길을 열었습니다.

연구를 주도한 LMU의 실험 물리학 및 에너지 변환 교수인 Emiliano Cortes는 태양 에너지 활용에 대한 새로운 접근 방식을 취했습니다. 나노우주에 뛰어든 Cortes와 LMU Nano-Institute의 그의 팀은 태양 에너지를 보다 효율적으로 사용하기 위한 재료 솔루션을 만들기 위해 부지런히 노력해 왔습니다. Cortes는 "태양빛의 고에너지 입자가 원자 구조를 만나는 곳에서 우리 연구가 시작됩니다"라고 말하며 그들의 작업의 혁신적인 방향을 강조합니다.

팀의 초점은 면적당 에너지가 더 낮은 지구의 '희석된' 햇빛 문제를 극복하는 데 있었습니다. 기존의 태양광 패널은 넓은 면적을 커버하여 이 문제를 해결했지만 Cortes의 접근 방식은 다릅니다. 우수 e-전환 클러스터, Solar Technologies go Hybrid 이니셔티브 및 유럽 연구 위원회의 지원을 통해 LMU 팀은 태양 에너지를 보다 효과적으로 집중시키는 플라즈몬 나노구조를 개발했습니다.

그들의 가장 주목할만한 성과 중 하나는 햇빛을 사용하여 포름산에서 수소를 생성할 수 있는 10차원 초결정입니다. 이 프로젝트의 주요 연구원인 Matias Herran 박사는 이렇게 설명합니다. “우리는 플라즈몬 금속(이 경우 금)에서 200~XNUMX나노미터 범위의 입자를 생성합니다. 이 규모에서는 가시광선과 금 전자의 상호 작용이 크게 향상됩니다.” 이러한 상호 작용으로 인해 금 입자 사이에 핫스팟으로 알려진 고도로 국부적이고 강한 전기장이 생성됩니다. 백금 나노입자는 포름산을 효율적으로 수소로 변환하기 위해 이러한 사이 공간에 전략적으로 배치됩니다.

이 프로세스의 효율성은 타의 추종을 불허합니다. 이 초결정체는 촉매 그램당 시간당 139밀리몰의 포름산으로부터 수소 생산 속도를 자랑하며, 현재 햇빛을 이용한 수소 생산 부문에서 세계 기록을 보유하고 있습니다. 이 획기적인 발전은 주로 천연 가스와 같은 화석 연료에 의존하는 전통적인 수소 생산 방법에 대한 유망한 대안을 제공합니다.

Cortes와 Herran의 혁신은 녹색 수소 생산의 진전을 나타낼 뿐만 아니라 CO2를 사용 가능한 물질로 전환하는 등 산업 응용 분야에 대한 잠재력도 보유하고 있습니다. 플라즈몬 금속과 촉매 금속의 이중 통합은 강력한 광촉매 개발에 있어 중요한 진전을 의미합니다.

이번 연구의 의미는 광범위하다. 태양 에너지 변환의 효율성을 높이고 재생 가능한 수소 생산을 위한 새로운 경로를 열어줌으로써 이 기술은 지속 가능한 에너지 솔루션의 최전선에 서 있습니다. 나노기술과 광물리학에 대한 깊은 이해를 바탕으로 한 LMU 팀의 작업은 전 세계적으로 보다 효과적이고 환경 친화적인 에너지 시스템을 위한 길을 열 수 있습니다. 그들의 재료 개발은 이미 특허를 받았으며, 이는 상업적 생존 가능성과 에너지 부문에 대한 잠재적 영향에 대한 강한 확신을 나타냅니다.

연구 보고서:H2 생성을 위한 플라즈몬 바이메탈 XNUMX차원 초결정

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