ມາດຕະຖານໃຫມ່ສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີໄຮໂດເຈນສີຂຽວທີ່ກໍານົດໂດຍວິສະວະກອນຂອງມະຫາວິທະຍາໄລ Rice.
ວິສະວະກອນວິທະຍາໄລເຂົ້າສາມາດຫັນ ແສງແດດເຂົ້າໄປໃນ hydrogen ດ້ວຍປະສິດທິພາບການທຳລາຍສະຖິຕິຍ້ອນອຸປະກອນທີ່ປະສົມປະສານກັບລຸ້ນຕໍ່ໄປ halide perovskite semiconductors* ກັບ electrocatalysts ໃນອຸປະກອນດຽວ, ທົນທານ, ປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍແລະສາມາດປັບຂະຫນາດໄດ້.
ອີງຕາມ ການສຶກສາ ຈັດພີມມາໃນ Nature Communications, ອຸປະກອນບັນລຸ 20.8% ປະສິດທິພາບການປ່ຽນແສງຕາເວັນເປັນ hydrogen.
ເຕັກໂນໂລຊີໃໝ່ນີ້ເປັນບາດກ້າວອັນສຳຄັນຕໍ່ພະລັງງານທີ່ສະອາດ ແລະສາມາດເຮັດໜ້າທີ່ເປັນເວທີສຳລັບປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີທີ່ກວ້າງຂວາງທີ່ໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ເກັບກ່ຽວຈາກແສງຕາເວັນເພື່ອປ່ຽນ. ອາຫານ ເຂົ້າໄປໃນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ.
ຫ້ອງທົດລອງຂອງວິສະວະກອນເຄມີແລະຊີວະໂມເລກຸນ Aditya Mohite ການກໍ່ສ້າງ photoreactor ປະສົມປະສານໂດຍໃຊ້ສິ່ງກີດຂວາງ anticorrosion ທີ່ insulates semiconductor ຈາກນ້ໍາໂດຍບໍ່ມີການຂັດຂວາງການຍົກຍ້າຍຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ.
Austin Fehr, ນັກສຶກສາປະລິນຍາເອກວິສະວະກໍາເຄມີແລະຊີວະໂມເລກຸນແລະເປັນນັກຂຽນຊັ້ນນໍາຂອງການສຶກສາກ່າວວ່າ "ການນໍາໃຊ້ແສງແດດເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານເພື່ອຜະລິດສານເຄມີແມ່ນເປັນອຸປະສັກທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຕໍ່ເສດຖະກິດພະລັງງານທີ່ສະອາດ".
“ເປົ້າໝາຍຂອງພວກເຮົາແມ່ນເພື່ອສ້າງພື້ນຖານທີ່ເປັນໄປໄດ້ທາງເສດຖະກິດທີ່ສາມາດຜະລິດເຊື້ອໄຟທີ່ມາຈາກແສງຕາເວັນ. ທີ່ນີ້, ພວກເຮົາໄດ້ອອກແບບລະບົບທີ່ດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງແລະສໍາເລັດ electrochemical ເຄມີການແຍກນ້ໍາ ຢູ່ເທິງພື້ນຜິວຂອງມັນ.”
ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວເປັນທີ່ຮູ້ຈັກເປັນຈຸລັງ photoelectrochemical ເນື່ອງຈາກວ່າການດູດຊຶມຂອງແສງ, ການປ່ຽນເປັນພະລັງງານໄຟຟ້າແລະການນໍາໃຊ້ໄຟຟ້າເພື່ອພະລັງງານປະຕິກິລິຢາເຄມີທັງຫມົດເກີດຂຶ້ນໃນອຸປະກອນດຽວກັນ. ຈົນກ່ວາໃນປັດຈຸບັນ, ການນໍາໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີ photoelectrochemical ເພື່ອຜະລິດ hydrogen ສີຂຽວໄດ້ຖືກຂັດຂວາງໂດຍປະສິດທິພາບຕ່ໍາແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງຂອງ semiconductors.
"ອຸປະກອນທັງຫມົດຂອງປະເພດນີ້ຜະລິດ hydrogen ສີຂຽວໂດຍໃຊ້ພຽງແຕ່ແສງແດດແລະນ້ໍາ, ແຕ່ຂອງພວກເຮົາແມ່ນພິເສດເພາະວ່າມັນມີປະສິດທິພາບທີ່ທໍາລາຍສະຖິຕິແລະມັນໃຊ້ semiconductor ທີ່ມີລາຄາຖືກຫຼາຍ," Fehr ເວົ້າ.
ໄດ້ ຫ້ອງທົດລອງ Mohite ແລະຜູ້ຮ່ວມມືຂອງມັນໄດ້ສ້າງອຸປະກອນໂດຍການຫັນປ່ຽນ ເຊລແສງຕາເວັນທີ່ມີການແຂ່ງຂັນສູງ ເຂົ້າໄປໃນເຕົາປະຕິກອນທີ່ສາມາດໃຊ້ພະລັງງານທີ່ເກັບກ່ຽວໄດ້ເພື່ອແຍກນ້ໍາອອກເປັນອົກຊີເຈນແລະໄຮໂດເຈນ.
ສິ່ງທ້າທາຍທີ່ພວກເຂົາຕ້ອງເອົາຊະນະແມ່ນວ່າ halide perovskites* ແມ່ນບໍ່ຄົງທີ່ທີ່ສຸດໃນນ້ໍາແລະການເຄືອບທີ່ໃຊ້ເພື່ອ insulate semiconductors ສິ້ນສຸດລົງເຖິງການລົບກວນການເຮັດວຽກຫຼືທໍາລາຍພວກມັນ.
"ໃນໄລຍະສອງປີທີ່ຜ່ານມາ, ພວກເຮົາໄດ້ກັບຄືນໄປແລະອອກໄປຫາຄວາມພະຍາຍາມອຸປະກອນແລະເຕັກນິກທີ່ແຕກຕ່າງກັນ," ເວົ້າວ່າ Michael Wong, ເປັນວິສະວະກອນເຄມີເຂົ້າແລະເປັນຜູ້ຂຽນຮ່ວມກັນໃນການສຶກສາ.
ຫຼັງຈາກການທົດລອງທີ່ຍາວນານບໍ່ໄດ້ຮັບຜົນທີ່ຕ້ອງການ, ສຸດທ້າຍນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພົບເຫັນການແກ້ໄຂທີ່ຊະນະ.
"ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ສໍາຄັນຂອງພວກເຮົາແມ່ນວ່າທ່ານຕ້ອງການສອງຊັ້ນເພື່ອກີດຂວາງ, ຊັ້ນຫນຶ່ງເພື່ອສະກັດນ້ໍາແລະຫນຶ່ງເພື່ອເຮັດໃຫ້ການຕິດຕໍ່ໄຟຟ້າທີ່ດີລະຫວ່າງຊັ້ນ perovskite ແລະຊັ້ນປ້ອງກັນ," Fehr ເວົ້າ.
"ຜົນໄດ້ຮັບຂອງພວກເຮົາແມ່ນປະສິດທິພາບສູງສຸດສໍາລັບຈຸລັງ photoelectrochemical ທີ່ບໍ່ມີຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງແສງຕາເວັນ, ແລະທີ່ດີທີ່ສຸດໂດຍລວມສໍາລັບຜູ້ທີ່ໃຊ້ semiconductors halide perovskite.
ທ່ານ Fehr ກ່າວວ່າ "ມັນເປັນຄັ້ງ ທຳ ອິດ ສຳ ລັບຂະ ແໜງ ທີ່ປະຫວັດສາດຖືກຄອບ ງຳ ໂດຍ semiconductors ລາຄາແພງທີ່ຫ້າມ, ແລະອາດຈະເປັນເສັ້ນທາງໄປສູ່ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທາງການຄ້າ ສຳ ລັບອຸປະກອນປະເພດນີ້ເປັນຄັ້ງ ທຳ ອິດ,".
ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການອອກແບບອຸປະສັກຂອງພວກເຂົາເຮັດວຽກສໍາລັບປະຕິກິລິຍາທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະມີ semiconductors ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດນໍາໃຊ້ໄດ້ໃນຫຼາຍລະບົບ.
ທ່ານ Mohite ກ່າວວ່າ "ພວກເຮົາຫວັງວ່າລະບົບດັ່ງກ່າວຈະເປັນແພລະຕະຟອມສໍາລັບການຂັບລົດອິເລັກຕອນທີ່ຫລາກຫລາຍໄປສູ່ປະຕິກິລິຍາສ້າງເປັນນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟໂດຍໃຊ້ອາຫານທີ່ອຸດົມສົມບູນທີ່ມີແສງແດດພຽງແຕ່ເປັນພະລັງງານ," Mohite ເວົ້າ.
Fehr ກ່າວຕື່ມວ່າ "ດ້ວຍການປັບປຸງຄວາມຫມັ້ນຄົງແລະຂະຫນາດເພີ່ມເຕີມ, ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ສາມາດເປີດເສດຖະກິດໄຮໂດເຈນແລະປ່ຽນວິທີທີ່ມະນຸດເຮັດສິ່ງຕ່າງໆຈາກນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟຟອດຊິວທໍາໄປສູ່ນໍ້າມັນແສງຕາເວັນ," Fehr ກ່າວຕື່ມວ່າ.
Perovskite – ແຮ່ທາດນີ້ມີການນໍາໄຟຟ້າສູງກວ່າຊິລິຄອນ ແລະມີຄວາມອ່ອນໄຫວໜ້ອຍກວ່າ. ມັນຍັງມີຄວາມອຸດົມສົມບູນກວ່າຢູ່ໃນໂລກ. ໃນທົດສະວັດທີ່ຜ່ານມາ, ຄວາມພະຍາຍາມຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໄດ້ນໍາໄປສູ່ການພັດທະນາທີ່ຫນ້າປະທັບໃຈ, ແຕ່ການຮັບຮອງເອົາໃນ optoelectronics ໃນອະນາຄົດຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍ.
ຈຸລັງ perovskite photovoltaic ຍັງບໍ່ຄົງທີ່ແລະໄດ້ຮັບການແກ່ກ່ອນໄວອັນຄວນ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ພວກມັນບັນຈຸສານຕະກົ່ວ, ເປັນວັດສະດຸທີ່ເປັນອັນຕະລາຍຫຼາຍຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມແລະສຸຂະພາບຂອງມະນຸດ. ສໍາລັບເຫດຜົນເຫຼົ່ານີ້, ແຜງບໍ່ສາມາດຖືກຕະຫຼາດ.
perovskites ປະສົມ Halogenated ແມ່ນປະເພດຂອງວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ເປັນຈຸດສຸມຂອງການຄົ້ນຄວ້າໂດຍສະເພາະໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້ສໍາລັບຄຸນສົມບັດ photoelectric ທີ່ໂດດເດັ່ນແລະການນໍາໃຊ້ຂອງພວກເຂົາໃນລະບົບ photovoltaic.
