Rice Unibertsitateko ingeniariek ezarritako hidrogeno berdearen teknologiarako estandar berria.
Rice Unibertsitateko ingeniariek buelta eman dezakete eguzki-argia hidrogeno bihurtu errekorra hautsi duen eraginkortasunarekin hurrengo belaunaldia konbinatzen duen gailu bati esker halogenuroa perovskita erdieroalea* rekin elektrokatalizatzaileak gailu bakar, iraunkor, errentagarri eta eskalagarrian.
Arabera azterketa bat Nature Communications aldizkarian argitaratua, gailuak %20.8ko eguzki-hidrogeno bihurtzeko eraginkortasuna lortu zuen.
Teknologia berria aurrerapauso garrantzitsua da energia garbirako eta eguzki-bilkatutako elektrizitatea bihurtzeko erabiltzen duten erreakzio kimiko sorta zabaletarako plataforma gisa balio dezake. lehengaiak erregaietan sartu.
Ingeniari kimiko eta biomolekularraren laborategia Aditya Mohite fotoerreaktore integratua eraiki zuen erdieroalea uretatik isolatzen duen korrosioaren aurkako hesi bat erabiliz, elektroien transferentzia eragotzi gabe.
"Eguzkiaren argia energia-iturri gisa erabiltzea produktu kimikoak fabrikatzeko oztopo handienetako bat da energia garbiaren ekonomiarako", esan zuen Austin Fehr-ek, ingeniaritza kimiko eta biomolekularreko doktoregoko ikasleak eta ikerketaren egile nagusietako batek.
“Gure helburua eguzkitik eratorritako erregaiak sor ditzaketen plataforma ekonomikoki bideragarriak sortzea da. Hemen, argia xurgatzen duen eta elektrokimikoa osatzen duen sistema diseinatu dugu ura zatitzeko kimika bere gainazalean».
Gailua zelula fotoelektrokimiko gisa ezagutzen da, argiaren xurgapena, elektrizitate bihurtzea eta elektrizitatea erreakzio kimiko bat bultzatzeko erabiltzea gailu berean gertatzen direlako. Orain arte, hidrogeno berdea ekoizteko teknologia fotoelektrokimikoa erabiltzeak eraginkortasun baxuak eta erdieroaleen kostu handiak oztopatzen zituen.
"Mota honetako gailu guztiek eguzki-argia eta ura erabiliz soilik ekoizten dute hidrogeno berdea, baina gurea apartekoa da errekorra hautsi duen eraginkortasuna duelako eta oso merkea den erdieroale bat erabiltzen duelako", esan du Fehrrek.
The Mohite laborategia eta bere kolaboratzaileek gailua piztuz sortu zuten oso lehiakorra den eguzki-zelula bildutako energia erabil zezakeen erreaktore batean ura oxigeno eta hidrogenotan banatzeko.
Gainditu behar zuten erronka, halogenuro perovskita* oso ezegonkorrak direla uretan eta erdieroaleak isolatzeko erabiltzen diren estaldurek haien funtzioa eten edo kaltetu egiten zuten.
"Azken bi urteetan, material eta teknika desberdinak probatzen joan gara joan-etorria", esan du Michael Wong, Rice ingeniari kimikoa eta ikerketaren egilekidea.
Saiakuntza luzeek lortu ez zuten emaitza lortu ondoren, azkenean ikertzaileek irtenbide irabazlea topatu zuten.
"Gure gakoa zen bi geruza behar dituzula hesirako, bata ura blokeatzeko eta bestea perovskita geruzen eta babes-geruzen artean kontaktu elektriko ona egiteko", esan zuen Fehrrek.
“Gure emaitzak eguzki kontzentraziorik gabeko zelula fotoelektrokimikoentzako eraginkortasun handiena dira, eta halogenuro perovskita erdieroaleak erabiltzen dituztenentzat orokorrean onenak.
"Historikoki garestiak diren erdieroaleak nagusi izan diren eremu baterako lehena da, eta gailu mota honen bideragarritasun komertziala lortzeko bide bat izan daiteke lehen aldiz", esan du Fehrrek.
Ikertzaileek erakutsi zuten haien hesiaren diseinuak erreakzio desberdinetarako eta erdieroale ezberdinekin funtzionatzen zuela, sistema askotan aplikagarria dela.
"Horrelako sistemak elektroi sorta zabala erregaia sortzeko erreakzioetara bideratzeko plataforma gisa balioko dutela espero dugu, eguzki-argia soilik energia sarrera gisa lehengai ugari erabiliz", esan du Mohitek.
"Egonkortasuna eta eskala hobekuntza gehiagorekin, teknologia honek hidrogenoaren ekonomia ireki dezake eta gizakiak erregai fosiletatik eguzki erregaietara gauzak egiteko modua alda dezake", gehitu du Fehrrek.
Perovskita – Mineral honek silizioa baino eroankortasun handiagoa du eta ez da hain hauskorra. Lurrean ere askoz ugariagoa da. Azken hamarkadan, ahalegin handiak garapen ikusgarriak ekarri ditu, baina etorkizuneko optoelektronikan hartzea erronka bat izaten jarraitzen du.
Perovskita zelula fotovoltaikoak oraindik ezegonkorrak dira eta zahartze goiztiarra jasaten dute. Gainera, beruna daukate, ingurumenarentzat eta giza osasunarentzat oso kaltegarria den materiala. Hori dela eta, panelak ezin dira merkaturatu.
Perovskita hibrido halogenatuak material erdieroaleen klase bat dira, azken urteotan ikerketa berezien ardatz izan diren propietate fotoelektriko nabarmenengatik eta sistema fotovoltaikoetan dituzten aplikazioengatik.
