Boṣewa tuntun fun imọ-ẹrọ hydrogen alawọ ewe ṣeto nipasẹ awọn onimọ-ẹrọ Ile-ẹkọ giga Rice.
Rice University Enginners le yipada oorun sinu hydrogen pẹlu ṣiṣe igbasilẹ igbasilẹ ọpẹ si ẹrọ ti o daapọ iran-iran halide perovskite semikondokito* pẹlu electrocatalysts ni ẹyọkan, ti o tọ, iye owo-doko ati ẹrọ iwọn.
Gẹgẹ bi iwadi kan ti a tẹjade ni Awọn ibaraẹnisọrọ Iseda, ẹrọ naa ṣaṣeyọri 20.8% oorun-si-hydrogen iyipada ṣiṣe.
Imọ-ẹrọ tuntun jẹ igbesẹ pataki siwaju fun agbara mimọ ati pe o le ṣiṣẹ bi pẹpẹ fun ọpọlọpọ awọn aati kemikali ti o lo ina ikore oorun lati yipada. kikọ sii sinu epo.
Laabu ti kemikali ati biomolecular ẹlẹrọ Aditya Mohite kọ awọn ese photoreactor lilo ohun anticorrosion idankan ti o insulates awọn semikondokito lati omi lai idiwo awọn gbigbe ti elekitironi.
"Lilo imọlẹ oorun bi orisun agbara lati ṣe awọn kemikali jẹ ọkan ninu awọn idiwọ ti o tobi julọ si aje agbara mimọ," Austin Fehr sọ, ọmọ ile-iwe kẹmika ati imọ-ẹrọ biomolecular ati ọkan ninu awọn onkọwe asiwaju iwadi naa.
“Ibi-afẹde wa ni lati kọ awọn iru ẹrọ ti o ṣeeṣe ti ọrọ-aje ti o le ṣe ipilẹṣẹ awọn epo ti oorun. Nibi, a ṣe apẹrẹ eto kan ti o fa ina ati pari elekitirokemika omi-pipin kemistri lórí ilẹ̀ rẹ̀.”
Ẹrọ naa ni a mọ bi sẹẹli photoelectrochemical nitori gbigba ina, iyipada rẹ sinu ina ati lilo ina lati fi agbara ipadanu kemikali gbogbo waye ni ẹrọ kanna. Titi di bayi, lilo imọ-ẹrọ photoelectrochemical lati ṣe agbejade hydrogen alawọ ewe jẹ idiwọ nipasẹ awọn iṣẹ ṣiṣe kekere ati idiyele giga ti awọn semikondokito.
"Gbogbo awọn ẹrọ ti iru yi gbejade hydrogen alawọ ewe lilo nikan oorun ati omi, ṣugbọn tiwa jẹ iyasọtọ nitori pe o ni iṣẹ-ṣiṣe igbasilẹ ati pe o nlo semikondokito ti o kere pupọ," Fehr sọ.
awọn Mohite lab ati awọn alabaṣiṣẹpọ rẹ ṣẹda ẹrọ naa nipa titan wọn ga-idije oorun cell sinu ohun riakito ti o le lo agbara ikore lati pin omi si atẹgun ati hydrogen.
Ipenija ti wọn ni lati bori ni pe halide perovskites * jẹ riru pupọ ninu omi ati awọn aṣọ ti a lo lati ṣe idabobo awọn semikondokito pari boya dabaru iṣẹ wọn tabi ba wọn jẹ.
"Ni ọdun meji to koja, a ti lọ pada ati siwaju gbiyanju awọn ohun elo ati awọn ilana," wi Michael Wong, Onimọ-ẹrọ kemikali Rice ati alakọwe lori iwadi naa.
Lẹhin awọn idanwo gigun kuna lati mu abajade ti o fẹ jade, awọn oniwadi nipari wa kọja ojutu ti o bori.
"Imọye bọtini wa ni pe o nilo awọn ipele meji si idena, ọkan lati dènà omi ati ọkan lati ṣe olubasọrọ itanna ti o dara laarin awọn ipele perovskite ati ipele aabo," Fehr sọ.
“Awọn abajade wa jẹ ṣiṣe ti o ga julọ fun awọn sẹẹli photoelectrochemical laisi ifọkansi oorun, ati gbogbogbo ti o dara julọ fun awọn ti nlo awọn semikondokito perovskite halide.
"O jẹ akọkọ fun aaye kan ti itan-akọọlẹ jẹ gaba lori nipasẹ awọn semikondokito gbowolori idinamọ, ati pe o le ṣe aṣoju ipa ọna si iṣeeṣe iṣowo fun iru ẹrọ yii fun igba akọkọ lailai,” Fehr sọ.
Awọn oniwadi ṣe afihan apẹrẹ idena wọn ṣiṣẹ fun awọn aati oriṣiriṣi ati pẹlu awọn semikondokito oriṣiriṣi, ti o jẹ ki o wulo kọja ọpọlọpọ awọn eto.
"A nireti pe iru awọn ọna ṣiṣe yoo ṣiṣẹ bi pẹpẹ fun wiwakọ ọpọlọpọ awọn elekitironi si awọn aati ti n ṣe idana nipa lilo awọn ifunni lọpọlọpọ pẹlu imọlẹ oorun nikan bi titẹ agbara,” Mohite sọ.
"Pẹlu awọn ilọsiwaju siwaju sii si iduroṣinṣin ati iwọn, imọ-ẹrọ yii le ṣii ọrọ-aje hydrogen ati yi ọna ti eniyan ṣe awọn nkan lati epo fosaili si epo oorun," Fehr fi kun.
Perovskite Awọn nkan ti o wa ni erupe ile yii ni iṣesi giga ju ohun alumọni ati pe o kere si ẹlẹgẹ. O tun jẹ lọpọlọpọ lori Earth. Ni ọdun mẹwa to kọja, awọn igbiyanju akude ti yori si awọn idagbasoke iyalẹnu, ṣugbọn gbigba rẹ ni optoelectronics ọjọ iwaju jẹ ipenija.
Awọn sẹẹli fọtovoltaic Perrovskite ṣi jẹ riru ati pe wọn gba ọjọ ogbó ti tọjọ. Kini diẹ sii, wọn ni asiwaju, ohun elo ti o jẹ ipalara pupọ si agbegbe ati ilera eniyan. Fun awọn idi wọnyi, awọn panẹli ko le ṣe tita.
Halogenated arabara perovskites jẹ kilasi ti awọn ohun elo semikondokito ti o jẹ idojukọ ti iwadii pato ni awọn ọdun aipẹ fun awọn ohun-ini fọto eletiriki iyalẹnu wọn ati awọn ohun elo wọn ni awọn eto fọtovoltaic.
