Nije standert foar griene wetterstoftechnology ynsteld troch yngenieurs fan Rice University.
Rice University yngenieurs kinne draaie sinneljocht yn wetterstof mei rekord-breaking effisjinsje tank oan in apparaat dat kombinearret folgjende-generaasje halide perovskite semiconductors* mei electrocatalysts yn ien, duorsum, kosten-effektyf en scalable apparaat.
Neffens in stúdzje publisearre yn Nature Communications, berikte it apparaat in 20.8% sinne-nei-hydrogen-konverzje-effisjinsje.
De nije technology is in wichtige stap foarút foar skjinne enerzjy en kin tsjinje as in platfoarm foar in breed oanbod fan gemyske reaksjes dy't gebrûk meitsje fan sinne-rippe elektrisiteit om te konvertearjen feedstocks yn brânstoffen.
It laboratoarium fan gemyske en biomolekulêre yngenieur Aditya Mohite boude de yntegreare fotoreaktor mei in anty-korrosjebarriêre dy't de semiconductor isolearret fan wetter sûnder de oerdracht fan elektroanen te hinderjen.
"It brûken fan sinneljocht as enerzjyboarne foar it produsearjen fan gemikaliën is ien fan 'e grutste hindernissen foar in skjinne enerzjyekonomy," sei Austin Fehr, in doktoraalstudint foar gemyske en biomolekulêre technyk en ien fan 'e haadauteurs fan 'e stúdzje.
"Us doel is om ekonomysk helbere platfoarms te bouwen dy't sinne-ôflaat brânstoffen kinne generearje. Hjir, wy ûntwurpen in systeem dat absorbearret ljocht en foltôging elektrogemyske wetter-splitsende skiekunde op syn oerflak."
It apparaat stiet bekend as in fotoelektrochemyske sel, om't de opname fan ljocht, de konverzje dêrfan yn elektrisiteit en it brûken fan de elektrisiteit om in gemyske reaksje oan te driuwen allegear yn itselde apparaat foarkomme. Oant no ta waard it brûken fan fotoelektrochemyske technology om griene wetterstof te produsearjen hindere troch lege effisjinsje en de hege kosten fan semiconductors.
"Alle apparaten fan dit type produsearje griene wetterstof mei allinich sinneljocht en wetter, mar ús is útsûnderlik, om't it rekordbrekkende effisjinsje hat en it brûkt in healgeleider dy't heul goedkeap is," sei Fehr.
De Mohite lab en har kollaborateurs makken it apparaat troch har te draaien tige kompetitive sinnesel yn in reaktor dy't rispte enerzjy brûke koe om wetter te splitsen yn soerstof en wetterstof.
De útdaging dy't se moasten oerwinnen wie dat halide perovskites * ekstreem ynstabyl binne yn wetter en coatings dy't brûkt waarden om de healgelearders te isolearjen bedarren har funksje of skean se.
"Yn 'e lêste twa jier binne wy hinne en wer gien om ferskate materialen en techniken te besykjen," sei Michael Wong, in Rice gemyske yngenieur en co-auteur op 'e stúdzje.
Nei't langere proeven it winske resultaat net opleverje, kamen de ûndersikers einlings in winnende oplossing tsjin.
"Us wichtige ynsjoch wie dat jo twa lagen nedich wiene foar de barriêre, ien om it wetter te blokkearjen en ien om goed elektrysk kontakt te meitsjen tusken de perovskite-lagen en de beskermjende laach," sei Fehr.
"Us resultaten binne de heechste effisjinsje foar fotoelektrochemyske sellen sûnder sinnekonsintraasje, en de bêste algemien foar dyjingen dy't halide perovskite-halflieders brûke.
"It is in earste foar in fjild dat histoarysk is dominearre troch ferbean djoere semiconductors, en kin foar it earst ea in paad fertsjinwurdigje nei kommersjele helberens foar dit soarte apparaat," sei Fehr.
De ûndersikers lieten sjen dat har barriêreûntwerp wurke foar ferskate reaksjes en mei ferskate semiconductors, wêrtroch it fan tapassing is oer in protte systemen.
"Wy hoopje dat sokke systemen sille tsjinje as in platfoarm foar it riden fan in breed skala oan elektroanen nei brânstoffoarmjende reaksjes mei help fan oerfloedich feedstocks mei allinnich sinneljocht as de enerzjy ynfier," sei Mohite.
"Mei fierdere ferbetteringen foar stabiliteit en skaal kin dizze technology de wetterstofekonomy iepenje en de manier feroarje wêrop minsken dingen meitsje fan fossile brânstof nei sinnebrânstof," tafoege Fehr.
Perovskite - Dit mineraal hat in hegere konduktiviteit as silisium en is minder kwetsber. It is ek folle mear oerfloedich op ierde. Yn 'e lêste desennia hawwe grutte ynspanningen laat ta spektakulêre ûntjouwings, mar de oanname dêrfan yn takomstige opto-elektroanika bliuwt in útdaging.
Perovskite fotovoltaïske sellen binne noch ynstabyl en ûndergeane te betiid ferâldering. Wat mear is, se befetsje lead, in materiaal dat tige skealik is foar it miljeu en minsklike sûnens. Om dizze redenen kinne de panielen net ferkocht wurde.
Halogenated hybride perovskites binne in klasse fan halfgeleidermaterialen dy't yn 'e lêste jierren it fokus west hawwe fan spesjaal ûndersyk foar har opmerklike fotoelektryske eigenskippen en har tapassingen yn fotovoltaïske systemen.
