+86-757-8128-5193

Ειδήσεις

Σπίτι > Ειδήσεις > Περιεχόμενο

TMDC Nanoflakes Κάνει Νέου Τύπου των φωτοσυνθετικών φωτοβολταϊκών

Nanoflakes Tungsten diselenide μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μετατρέψει χημικώς διοξείδιο του άνθρακα σε μονοξείδιο του άνθρακα σε ένα ιοντικό υγρό. Αυτό είναι το νέο εύρημα από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Ιλινόις στο Σικάγο των οποίων "φωτοσυνθετικής" συσκευή λειτουργεί χρησιμοποιώντας μόνο το φως του ήλιου. Ο νέος τύπος ηλιακών κυττάρων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση του άνθρακα από την ατμόσφαιρα και την παραγωγή καυσίμων ταυτόχρονα.


Ηλεκτροχημικά μείωση των εκπομπών CO 2 θα μπορούσε, κατ 'αρχήν, να είναι ένας καλός τρόπος για την ανακύκλωση αυτού του αερίου θερμοκηπίου πίσω σε καύσιμα. Ωστόσο, τα υπάρχοντα καταλύτες για την αντίδραση αυτή είναι ακριβώς πάρα πολύ αναποτελεσματική.

Μια ομάδα με επικεφαλής τον Αμίν Salehi-Khojin   ως τώρα δοκιμαστεί η αποτελεσματικότητα της κατηγορία υλικών 2D ονομάζεται μετάλλου μετάπτωσης dichalcogenides (TMDCs) ως καταλύτες για την αντίδραση αυτή. Οι ερευνητές ζεύγη τα υλικά με ένα ιοντικό υγρό σαν ηλεκτρολύτη μέσα σε ένα δύο διαμερισμάτων, ηλεκτροχημικό στοιχείο τριών ηλεκτροδίων.

diselenide βολφραμίου κάνει τεχνητό φύλλο

Βρήκαν ότι diselenide βολφράμιο ήταν το καλύτερο, και σε μορφή nanoflake της, ξεπέρασε χύμα καταλύτες (από ασήμι, για παράδειγμα) κατά ένα συντελεστή 60. Επίσης, ήταν τουλάχιστον δύο φορές τόσο καλή όσο των άλλων ενώσεων nanoflake αναλύθηκαν στη μελέτη. Είναι επίσης 20 φορές φθηνότερο από ένα καταλύτη αργύρου.

Η ομάδα χρησιμοποίησε στη συνέχεια καταλύτης της να χτίσει ένα τεχνητό φύλλο που αποτελείται από δύο πυριτίου φωτοβολταϊκά κύτταρα τριπλού συνδέσμου μέτρησης 18 εκατοστών 2 στο φως συγκομιδή. Η diselenide βολφράμιο και ιοντικού υγρού καταλύτη αποτελούσαν την κάθοδο στο κύτταρο, ενώ το οξείδιο του κοβαλτίου σε ένα ηλεκτρολύτη φωσφορικού καλίου αποτελούσαν την άνοδο.

Μιμείται τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης

"Αυτό το τεχνητό φύλλο μιμείται τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης," εξηγεί ο Salehi-Khojin. "Σε ένα πραγματικό φύλλο, ο CO 2 μετατρέπεται σε ζάχαρη, αλλά σε φύλλο μας μετατρέπεται σε syngas». Syngas, ή συνθετικό αέριο, είναι ένα μίγμα από αέριο υδρογόνο και μονοξείδιο του άνθρακα και μπορεί να καίγεται άμεσα σε αεριοστροβίλους και syngas κινητήρες ή να μετατραπούν σε ντίζελ ή άλλα καύσιμα υδρογονανθράκων υψηλής πυκνότητας όπως νάφθα. Salehi-Khojin λέει ότι ο ίδιος και οι συνεργάτες του μπορούν επίσης μηχανικός καταλύτη τους να παράγουν άμεσα ζάχαρης ή άλλων υδρογονανθράκων.

Οι ερευνητές μέτρησαν την καταλυτική δραστικότητα για κάθε ενεργή θέση σε τεχνητό φύλλο τους όταν εκτέθηκε σε φως 100 W / cm2. Πρόκειται για τη μέση ένταση του ηλιακού φωτός που φθάνει στην επιφάνεια της Γης. Syngas παράγεται στην κάθοδο και τα ελεύθερα ιόντα οξυγόνου και υδρογόνου που παράγεται στην άνοδο. Τα ιόντα υδρογόνου διαχέονται διαμέσου μιας μεμβράνης προς την πλευρά της καθόδου να συμμετάσχουν στην αντίδραση αναγωγής CO2.

ηλιακά πάρκα

"Αυτή η αντίδραση ήταν 1000 φορές καλύτερη από αυτή που μετρήθηκε για τα νανοσωματίδια αργύρου και 60 φορές καλύτερη από την προηγούμενη εργασία μας διενεργήθηκε στις μαζικές διθειούχο μολυβδαίνιο," Salehi-Khojin λέει nanotechweb.org. "Τι είναι περισσότερο, η απόδοση μετατροπής ηλιακής προς καύσιμο για το σύστημα είναι 4,6%, το οποίο είναι 2,5% έναντι προηγούμενων συστημάτων."

Τέτοια τεχνητά φύλλα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να κάνουν την ηλιακή αγροκτήματα δίπλα στα χημικά και τη δύναμη των φυτών για τη μετατροπή του CO 2 από τα ρεύματα καυσαερίων στα καύσιμα χρησιμοποιώντας μόνο την ενέργεια από τον ήλιο, προσθέτει. "Με αυτό τον τρόπο δεν μπορούμε μόνο την αποκατάσταση του CO 2, αλλά και αποθηκεύουν την ενέργεια του ήλιου, με τη μορφή των χημικών δεσμών, η οποία είναι ο πιο αποτελεσματικός τρόπος για την αποθήκευση αυτής της ενέργειας."

Η ομάδα του Ιλινόις, την υποβολή εκθέσεων έργο της επιστήμης DOI: 10.1126 / science.aaf4767 s ays που τώρα ελπίζει να αναβαθμίσουν το σύστημά της σε συνεργασία με τη βιομηχανία και έχει ήδη κατατεθεί για ένα προσωρινό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας.