Kategóriák Tech

Egy új fotokatalizátorral hatékonyabban bontható le a víz napenergiával

A napenergia tiszta és könnyen hozzáférhető, a problémát az éjszakai órák okozzák, ilyenkor az energiát akkumulátorokban kell tárolni vagy a fotokatalízis nevű folyamatban elraktározni – melyben a napenergiát a tüzelőanyagok előállítására használják.

A fotokatalitikus víz bontás során a napenergia segítségével a vizet hidrogénre és oxigénre bontják. Ezt a hidrogén és oxigén elegyet ezután egy üzemanyag cellában újra lehet egyesíteni – miközben nagy mennyiségű energiát szabadítanak fel.

Most egy új anyag csoport – a halogén kettős perovszkitek – épp megfelelő tulajdonságokkal rendelkezhet a víz bontáshoz. Egy ilyen fotokatalizátor létrehozása hatalmas áttörést jelenthet a szakterületen.

A kutatók már eddig rengeteg különböző fotokatalizátor anyagot teszteltek – többek között például a titán dioxidot (TiO2) is. Amíg a titán dioxid képes a napfény segítségével lebontani a vizet, mivel a fény áteresztésére képtelen ezért a folyamat hatásfoka igen elenyésző  – csupán a felület legfelső rétegében zajlik lebontás. Emiatt eddig a fotokatalizátorokon alapuló technológia nem került bele semmilyen forgalomba lévő termékbe.

Most azonban az Oxford Egyetem kutatói egy szuperszámítógéppel felvértezve kiszámolták négy halogén kettős perovszkit állapotát és megállapították, hogy a Cs2BiAgCl6 és a Cs2BiAgBr6 anyagok lényegesen jobb hatásfokúak lehetnek mint a TiO2 – mivel lényegesen több fényt képesek elnyelni. Ezen felül az anyagok képesek a titán dioxidhoz hasonlóan a víz lebontásához szükséges elektronok és pozitív töltésű lyukak előállítására is. Ezek a tulajdonságok csak nagyon kevés anyagban vannak meg egyszerre és a kutatók sem biztosak abban, hogy ezek a molekulák biztosan működni fognak, viszont a tulajdonságaik alapján megfelelőek a célra.

Eredetileg napelemek készítéséhez használható anyagok után kutattak, mivel a perovszkiteket az elmúlt években egyre nagyobb érdeklődés övezi és a szilikon alapú napelemek ólommal és perovszkittel történő kiegészítése lényegesen javította a napelemek hatásfokát. Azonban a technológia aggályokat vetett fel, mivel az ólomnak komoly környezetkárosító hatásai lehetnek.

2016-ban számítógépes szimulációk segítségével a kutatók felfedeztek egy új perovszkitet, aminek a felhasználásához már nem volt szükség az ólom bevonására. Az új tanulmány szerint viszont ezek az anyagok még ennél többre is képesek lehetnek és a vízbontás terén is felhasználhatóvá válhatnak.

A kutatás jelenleg elméleti szinten mozog  és csupán feltétezik, hogy az anyag képes kristályszerkezetet alkotni. A kutatás következő lépése során kísérletileg is igazolni szeretnék az anyag működését a valódi világban is. Addig is a szimulációk segítségével azt is meg szeretnék vizsgálni, hogy az anyagoknak létezhet e más felhasználási területe is – például a fény érzékelés technológiában.

Forrás: aip.scitation.org | Kép: George Volonakis

Megosztás
Írta:
arsratio

Legutóbbi tartalom

Újabb nagy felfedezést tett a Blue Brain az agyműködéssel kapcsolatban

Azt már eddig is tudtuk, hogy a neuronok a beléjük érkező elektromos jeleket kisebb részekre bontják, most viszont a Blue…

2019-07-21 6:51 du.

A nők agya úgy reagál a pornográf tartalmakra mint a férfiaké

A Biológiai Kibernetika Max Planck Intézetének kutatói bizonyítékot találtak arra, hogy a nők agya ugyanúgy reagál a pornográf tartalmakra, mint…

2019-07-21 6:44 du.

Mocsári növényekben lévő tápanyagok segíthették elő az agyi fejlődést

A megfigyelés, miszerint a kongói medencében élő bonobók a mocsaras területen az agyi fejlődéshez elengedhetetlen jódban gazdag vízi növényeket gyűjtenek,…

2019-07-16 9:12 du.

A légszennyezés miatt rosszabbul teljesítenek Kínában a napelemek

Egy nemzetközi felmérés szerint a kínai légszennyezés miatt drámaian romlik az ország napelemeinek teljesítménye. A tanulmányban az ország különböző részein…

2019-07-13 11:52 de.

Elkészült az adattárolókat és memóriákat is kiszorítható “univerzális memória”

A brit Lancaster Egyetem tudósai által felfedezett és szabadalmaztatott új számítógépes memória megoldást jelenthet a digitális technológia energiakrízisére. A tanulmányuk…

2019-07-13 11:48 de.

Már nem csak tudományos fantasztikum a mesterséges gravitáció

A mesterséges gravitáció már hosszú ideje jelen van a tudományos fantasztikum világában - például a 2001: Űrodüsszeia forgó űrhajója -,…

2019-07-07 6:45 du.

Ez a weboldal cookie-kat használ.