Innovativt superkrystallmateriale innleder ny æra innen solenergieffektivitet

Publisert av Platon

Følgere: 0

Innovativt superkrystallmateriale innleder en ny æra innen solenergieffektivitet

av Robert Schreiber

Berlin, Tyskland (SPX) 04. desember 2023

Forskere ved Ludwig Maximilian University of München (LMU) har tatt et betydelig sprang innen solenergiteknologi, og utviklet høyytelses nanostrukturer som satte ny verdensrekord i produksjon av grønt hydrogen ved bruk av sollys. Dette banebrytende arbeidet, beskrevet i en publikasjon i Nature Catalysis, åpner nye veier for solceller og fotokatalysatorer.

Professor Emiliano Cortes i eksperimentell fysikk og energikonvertering ved LMU, som leder forskningen, har tatt en ny tilnærming til å utnytte solenergi. Ved å dykke ned i nanokosmos, har Cortes og teamet hans ved LMUs Nano-Institut jobbet iherdig for å skape materialløsninger for mer effektiv bruk av solenergi. "Der høyenergipartiklene av sollys møter atomstrukturer er der forskningen vår begynner," fastslår Cortes, og understreker den innovative retningen i arbeidet deres.

Teamets fokus har vært på å overvinne utfordringen med jordens "fortynnede" sollys, som gir lavere energi per område. Tradisjonelle solcellepaneler løser dette ved å dekke store områder, men Cortes’ tilnærming er annerledes. Med støtte fra e-conversion cluster of excellence, Solar Technologies go Hybrid-initiativet og European Research Council, har LMU-teamet utviklet plasmoniske nanostrukturer som konsentrerer solenergi mer effektivt.

En av deres mest bemerkelsesverdige prestasjoner er en todimensjonal superkrystall, i stand til å generere hydrogen fra maursyre ved hjelp av sollys. Dr. Matias Herran, en nøkkelforsker i prosjektet, forklarer: "Vi lager partikler fra et plasmonisk metall, i dette tilfellet gull, i området 10-200 nanometer. På denne skalaen er samspillet mellom synlig lys og gullets elektroner betydelig forbedret." Denne interaksjonen resulterer i sterkt lokaliserte og sterke elektriske felt, kjent som hotspots, mellom gullpartiklene. Platinananopartikler er strategisk plassert i disse mellomrommene for å omdanne maursyre til hydrogen effektivt.

Effektiviteten til denne prosessen er uten sidestykke. Superkrystallen har en hydrogenproduksjonshastighet fra maursyre på 139 millimol per time per gram katalysator, og har for tiden verdensrekorden for hydrogenproduksjon ved bruk av sollys. Dette gjennombruddet tilbyr et lovende alternativ til de tradisjonelle produksjonsmetodene for hydrogen, hovedsakelig avhengig av fossilt brensel som naturgass.

Cortes og Herrans innovasjon representerer ikke bare et fremskritt innen grønn hydrogenproduksjon, men har også potensiale for industrielle applikasjoner, som å konvertere CO2 til brukbare stoffer. Den doble integrasjonen av plasmoniske og katalytiske metaller markerer et betydelig fremskritt i utviklingen av potente fotokatalysatorer.

Implikasjonene av denne forskningen er vidtrekkende. Ved å øke effektiviteten til konvertering av solenergi og åpne opp nye veier for fornybar hydrogenproduksjon, står denne teknologien i forkant av bærekraftige energiløsninger. LMU-teamets arbeid, underbygget av nanoteknologi og en dyp forståelse av fotofysikk, kan bane vei for mer effektive og miljøvennlige energisystemer globalt. Materialutviklingen deres er allerede patentert, noe som signaliserer en sterk tillit til dens kommersielle levedyktighet og potensielle innvirkning på energisektoren.

Forskningsrapport:Plasmoniske bimetalliske todimensjonale superkrystaller for H2 generasjon

Relaterte linker

Senter for nanovitenskap

Alt om solenergi på SolarDaily.com