గ్రీన్ హైడ్రోజన్ టెక్నాలజీ కోసం రైస్ యూనివర్సిటీ ఇంజనీర్లు సెట్ చేసిన కొత్త ప్రమాణం.
రైస్ యూనివర్సిటీ ఇంజనీర్లు తిరగవచ్చు సూర్యకాంతి హైడ్రోజన్‌గా మారుతుంది తదుపరి తరాన్ని మిళితం చేసే పరికరానికి ధన్యవాదాలు, రికార్డ్-బ్రేకింగ్ సామర్థ్యంతో హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ సెమీకండక్టర్స్* తో విద్యుత్ ఉత్ప్రేరకాలు ఒకే, మన్నికైన, ఖర్చుతో కూడుకున్న మరియు స్కేలబుల్ పరికరంలో.
ప్రకారం ఒక అధ్యయనం నేచర్ కమ్యూనికేషన్స్‌లో ప్రచురించబడింది, పరికరం 20.8% సోలార్-టు-హైడ్రోజన్ మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని సాధించింది.
కొత్త సాంకేతికత క్లీన్ ఎనర్జీ కోసం ఒక ముఖ్యమైన ముందడుగు మరియు సౌర-సాగు చేసిన విద్యుత్తును మార్చడానికి ఉపయోగించే అనేక రకాల రసాయన ప్రతిచర్యలకు వేదికగా ఉపయోగపడుతుంది. ఫీడ్‌స్టాక్‌లు ఇంధనాలలోకి.
రసాయన మరియు బయోమాలిక్యులర్ ఇంజనీర్ యొక్క ప్రయోగశాల ఆదిత్య మోహితే ఎలక్ట్రాన్ల బదిలీకి ఆటంకం కలిగించకుండా నీటి నుండి సెమీకండక్టర్‌ను ఇన్సులేట్ చేసే యాంటీరొరోషన్ అవరోధాన్ని ఉపయోగించి ఇంటిగ్రేటెడ్ ఫోటోరియాక్టర్‌ను నిర్మించారు.
"రసాయనాలను తయారు చేయడానికి సూర్యరశ్మిని శక్తి వనరుగా ఉపయోగించడం క్లీన్ ఎనర్జీ ఎకానమీకి అతిపెద్ద అడ్డంకులలో ఒకటి" అని కెమికల్ మరియు బయోమాలిక్యులర్ ఇంజనీరింగ్ డాక్టోరల్ విద్యార్థి మరియు అధ్యయనం యొక్క ప్రధాన రచయితలలో ఒకరైన ఆస్టిన్ ఫెహర్ అన్నారు.
"మా లక్ష్యం సౌర-ఉత్పన్న ఇంధనాలను ఉత్పత్తి చేయగల ఆర్థికంగా సాధ్యమయ్యే ప్లాట్‌ఫారమ్‌లను నిర్మించడం. ఇక్కడ, మేము కాంతిని గ్రహించి ఎలక్ట్రోకెమికల్‌ని పూర్తి చేసే వ్యవస్థను రూపొందించాము నీరు-విభజన రసాయన శాస్త్రం దాని ఉపరితలంపై."
పరికరాన్ని ఫోటోఎలెక్ట్రోకెమికల్ సెల్ అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే కాంతిని గ్రహించడం, విద్యుత్తుగా మార్చడం మరియు రసాయన ప్రతిచర్యకు శక్తినిచ్చే విద్యుత్తును ఉపయోగించడం అన్నీ ఒకే పరికరంలో జరుగుతాయి. ఇప్పటి వరకు, గ్రీన్ హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఫోటోఎలెక్ట్రోకెమికల్ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించడం తక్కువ సామర్థ్యాలు మరియు సెమీకండక్టర్ల అధిక ధర వల్ల ఆటంకమైంది.
"ఈ రకమైన అన్ని పరికరాలు సూర్యరశ్మి మరియు నీటిని మాత్రమే ఉపయోగించి గ్రీన్ హైడ్రోజన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాయి, అయితే మాది అసాధారణమైనది ఎందుకంటే ఇది రికార్డ్-బ్రేకింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు ఇది చాలా చౌకగా ఉండే సెమీకండక్టర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది" అని ఫెహర్ చెప్పారు.
మా మోహిత్ ల్యాబ్ మరియు దాని సహకారులు తమ పరికరాన్ని మార్చడం ద్వారా పరికరాన్ని సృష్టించారు అత్యంత పోటీ సౌర ఘటం నీటిని ఆక్సిజన్ మరియు హైడ్రోజన్‌గా విభజించడానికి సేకరించిన శక్తిని ఉపయోగించగల రియాక్టర్‌లోకి.
వారు అధిగమించాల్సిన సవాలు ఏమిటంటే, హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌లు* నీటిలో చాలా అస్థిరంగా ఉంటాయి మరియు సెమీకండక్టర్లను ఇన్సులేట్ చేయడానికి ఉపయోగించే పూతలు వాటి పనితీరుకు అంతరాయం కలిగించడం లేదా వాటిని దెబ్బతీస్తాయి.
"గత రెండు సంవత్సరాలుగా, మేము వివిధ పదార్థాలు మరియు సాంకేతికతలను ప్రయత్నిస్తూ ముందుకు వెనుకకు వెళ్ళాము" అని చెప్పారు మైఖేల్ వాంగ్, రైస్ కెమికల్ ఇంజనీర్ మరియు అధ్యయనంపై సహ రచయిత.
సుదీర్ఘ ట్రయల్స్ ఆశించిన ఫలితాన్ని ఇవ్వడంలో విఫలమైన తర్వాత, పరిశోధకులు చివరకు ఒక విజయవంతమైన పరిష్కారాన్ని కనుగొన్నారు.
"మా ముఖ్య అంతర్దృష్టి ఏమిటంటే, మీకు అడ్డంకికి రెండు పొరలు అవసరం, ఒకటి నీటిని నిరోధించడానికి మరియు పెరోవ్‌స్కైట్ పొరలు మరియు రక్షణ పొరల మధ్య మంచి విద్యుత్ సంబంధాన్ని ఏర్పరచడానికి ఒకటి" అని ఫెహర్ చెప్పారు.
"మా ఫలితాలు సౌర ఏకాగ్రత లేని ఫోటోఎలెక్ట్రోకెమికల్ కణాలకు అత్యధిక సామర్థ్యం మరియు హాలైడ్ పెరోవ్‌స్కైట్ సెమీకండక్టర్లను ఉపయోగించే వారికి మొత్తంగా ఉత్తమమైనవి.
"చారిత్రాత్మకంగా నిషేధించబడిన ఖరీదైన సెమీకండక్టర్లచే ఆధిపత్యం చెలాయించిన ఫీల్డ్‌కి ఇది మొదటిది, మరియు ఈ రకమైన పరికరానికి వాణిజ్య సాధ్యతకు మార్గాన్ని మొదటిసారిగా సూచించవచ్చు" అని ఫెహర్ చెప్పారు.
పరిశోధకులు వారి అవరోధ రూపకల్పన వివిధ ప్రతిచర్యలకు మరియు వివిధ సెమీకండక్టర్‌లతో పనిచేస్తుందని చూపించారు, ఇది అనేక సిస్టమ్‌లలో వర్తిస్తుంది.
"ఇటువంటి వ్యవస్థలు శక్తి ఇన్‌పుట్‌గా సూర్యరశ్మితో సమృద్ధిగా ఉన్న ఫీడ్‌స్టాక్‌లను ఉపయోగించి ఇంధన-ఏర్పడే ప్రతిచర్యలకు విస్తృత శ్రేణి ఎలక్ట్రాన్‌లను నడిపించడానికి ఒక వేదికగా ఉపయోగపడతాయని మేము ఆశిస్తున్నాము" అని మోహితే చెప్పారు.
"స్థిరత మరియు స్థాయికి మరింత మెరుగుదలలతో, ఈ సాంకేతికత హైడ్రోజన్ ఆర్థిక వ్యవస్థను తెరుస్తుంది మరియు మానవులు శిలాజ ఇంధనం నుండి సౌర ఇంధనం వరకు వస్తువులను తయారు చేసే విధానాన్ని మార్చగలదు" అని ఫెహర్ జోడించారు.
పెరోవ్‌స్కైట్ - ఈ ఖనిజం సిలికాన్ కంటే ఎక్కువ వాహకత కలిగి ఉంటుంది మరియు తక్కువ పెళుసుగా ఉంటుంది. ఇది భూమిపై కూడా చాలా ఎక్కువ. గత దశాబ్దంలో, గణనీయమైన ప్రయత్నాలు అద్భుతమైన పరిణామాలకు దారితీశాయి, అయితే భవిష్యత్తులో ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్‌లో దీనిని స్వీకరించడం ఒక సవాలుగా మిగిలిపోయింది.
పెరోవ్‌స్కైట్ ఫోటోవోల్టాయిక్ కణాలు ఇప్పటికీ అస్థిరంగా ఉంటాయి మరియు అకాల వృద్ధాప్యానికి గురవుతాయి. అంతేకాదు, వాటిలో సీసం అనే పదార్థం ఉంటుంది, ఇది పర్యావరణానికి మరియు మానవ ఆరోగ్యానికి చాలా హానికరం. ఈ కారణాల వల్ల, ప్యానెల్‌లను మార్కెట్ చేయడం సాధ్యం కాదు.
హాలోజనేటెడ్ హైబ్రిడ్ పెరోవ్‌స్కైట్‌లు సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్స్ యొక్క ఒక తరగతి, ఇవి ఇటీవలి సంవత్సరాలలో వాటి అద్భుతమైన ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ లక్షణాలు మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్ సిస్టమ్‌లలో వాటి అప్లికేషన్ల కోసం ప్రత్యేక పరిశోధనలకు కేంద్రంగా ఉన్నాయి.
