Bag-ong sumbanan alang sa berdeng teknolohiya sa hydrogen nga gitakda sa mga inhenyero sa Rice University.
Ang mga inhenyero sa Rice University mahimong moliko kahayag sa adlaw ngadto sa hydrogen uban ang record-breaking efficiency salamat sa usa ka device nga naghiusa sa sunod nga henerasyon halide perovskite semiconductor* uban mga electrocatalyst sa usa ka single, durable, cost-effective ug scalable device.
sumala sa usa ka pagtuon gipatik sa Nature Communications, ang device nakab-ot ang 20.8% solar-to-hydrogen conversion efficiency.
Ang bag-ong teknolohiya usa ka hinungdanon nga lakang sa unahan alang sa limpyo nga enerhiya ug mahimong usa ka plataporma alang sa usa ka halapad nga mga reaksyon sa kemikal nga naggamit sa solar-harvested nga kuryente aron mabag-o. mga feedstock sa mga sugnod.
Ang lab sa kemikal ug biomolecular engineer Aditya Mohite nagtukod sa integrated photoreactor gamit ang anticorrosion barrier nga nag-insulate sa semiconductor gikan sa tubig nga wala makababag sa pagbalhin sa mga electron.
"Ang paggamit sa kahayag sa adlaw isip usa ka tinubdan sa enerhiya sa paghimo sa mga kemikal mao ang usa sa pinakadako nga mga babag sa usa ka limpyo nga ekonomiya sa enerhiya," miingon si Austin Fehr, usa ka kemikal ug biomolecular engineering doctoral nga estudyante ug usa sa mga nanguna nga mga tigsulat sa pagtuon.
"Ang among katuyoan mao ang paghimo sa mga plataporma nga mahimo sa ekonomiya nga makamugna og mga sugnod nga gikan sa solar. Dinhi, nagdisenyo kami og sistema nga mosuhop sa kahayag ug mokompleto sa electrochemical chemistry nga nagbahin sa tubig sa ibabaw niini.”
Ang aparato nailhan nga usa ka photoelectrochemical cell tungod kay ang pagsuyup sa kahayag, ang pagkakabig niini ngadto sa elektrisidad ug ang paggamit sa elektrisidad sa pagpaandar sa usa ka kemikal nga reaksyon tanan mahitabo sa parehas nga aparato. Hangtud karon, ang paggamit sa teknolohiya sa photoelectrochemical aron makahimo og berde nga hydrogen gibabagan sa mubu nga kahusayan ug taas nga gasto sa mga semiconductor.
"Ang tanan nga mga aparato sa kini nga tipo naghimo og berde nga hydrogen gamit lamang ang kahayag sa adlaw ug tubig, apan ang amon talagsaon tungod kay kini adunay record-breaking nga kahusayan ug kini naggamit sa usa ka semiconductor nga barato kaayo," ingon ni Fehr.
ang Mohite lab ug ang mga kolaborator niini nagmugna sa device pinaagi sa pagpabalik sa ilang kaayo-competitive nga solar cell ngadto sa usa ka reactor nga mahimong mogamit sa harvested energy sa pagbahin sa tubig ngadto sa oxygen ug hydrogen.
Ang hagit nga kinahanglan nilang buntogon mao nga ang halide perovskite* hilabihan ka dili lig-on sa tubig ug ang mga coating nga gigamit sa pag-insulate sa mga semiconductor mahimong makabalda sa ilang function o makadaut niini.
"Sa miaging duha ka tuig, nagbalik-balik kami nga nagsulay sa lainlaing mga materyales ug teknik," ingon Michael Wong, usa ka Rice chemical engineer ug co-author sa pagtuon.
Human sa taas nga mga pagsulay napakyas sa paghatag sa gitinguha nga resulta, ang mga tigdukiduki sa katapusan nakakaplag sa usa ka kadaugan nga solusyon.
"Ang among yawe nga panabut mao nga kinahanglan nimo ang duha ka mga lut-od sa babag, ang usa aron babagan ang tubig ug ang usa aron makahimo og maayo nga kontak sa elektrisidad tali sa mga perovskite layer ug sa protective layer," miingon si Fehr.
"Ang among mga resulta mao ang pinakataas nga kahusayan alang sa mga photoelectrochemical nga mga selula nga walay solar nga konsentrasyon, ug ang pinakamaayo sa kinatibuk-an alang niadtong naggamit sa halide perovskite semiconductors.
"Kini usa ka una alang sa usa ka natad nga sa kasaysayan gidominar sa mahal nga mga semiconductor, ug mahimong magrepresentar sa usa ka agianan sa komersyal nga posibilidad alang sa kini nga klase sa aparato sa una nga higayon," ingon ni Fehr.
Gipakita sa mga tigdukiduki nga ang ilang disenyo sa babag nagtrabaho alang sa lainlaing mga reaksyon ug uban ang lainlaing mga semiconductor, nga naghimo niini nga magamit sa daghang mga sistema.
"Kami naglaum nga ang ingon nga mga sistema magsilbi nga usa ka plataporma alang sa pagduso sa usa ka halapad nga mga electron ngadto sa fuel-forming reactions gamit ang abunda nga mga feedstock nga adunay kahayag lamang sa adlaw isip input sa enerhiya," miingon si Mohite.
"Uban sa dugang nga mga pag-uswag sa kalig-on ug sukod, kini nga teknolohiya mahimong magbukas sa ekonomiya sa hydrogen ug magbag-o sa paagi sa paghimo sa mga tawo gikan sa fossil fuel ngadto sa solar fuel," dugang ni Fehr.
Perovskite – Kini nga mineral adunay mas taas nga conductivity kay sa silicon ug dili kaayo mahuyang. Kini usab mas daghan sa Yuta. Sa miaging dekada, daghang mga paningkamot ang misangpot sa talagsaong mga kalamboan, apan ang pagsagop niini sa umaabot nga optoelectronics nagpabilin nga usa ka hagit.
Ang Perovskite photovoltaic cells dili gihapon lig-on ug moagi sa dili pa panahon nga pagkatigulang. Dugang pa, kini adunay tingga, usa ka materyal nga makadaot sa kinaiyahan ug kahimsog sa tawo. Tungod niini nga mga hinungdan, ang mga panel dili mahimong ibaligya.
Halogenated hybrid perovskite mao ang usa ka klase sa semiconductor nga mga materyales nga nahimong focus sa partikular nga panukiduki sa bag-ohay nga mga tuig alang sa ilang talagsaon nga photoelectric kabtangan ug sa ilang mga aplikasyon sa photovoltaic sistema.
