Egy új nanoanyag, ami pusztán napenergia segítségével hidrogént állít elő a tengervízből

Lehetséges a hidrogén előállítása üzemanyagcellák ellátására úgy, hogy a gázt a tengervízből vonják ki, azonban a nagy energiaigény drágítja a folyamatot. Az UCF kutatója Yang Yang előállt egy új hibrid nanoanyaggal, ami a napenergia segítségével olcsóbban és hatékonyabban bontja le a tengervizet hidrogénné.

Ez az áttörés egy nap, egy új, tiszta égésű üzemanyagot hozhat el a számunkra, csökkentve a fosszilis üzemanyagok szükségességét és javítva a napsütéses tenger melletti városok gazdaságát.

Yang, aki a Közép Florida Egyetem NanoTudomány Technológiai Központjának és az Anyag és Mérnöki Tudomány Szakának docense, már közel 10 éve dolgozik a napenergia általi hidrogénre történő lebontáson.

A módszerhez egy fotokatalizátort használnak – ami a napból nyert energiával segíti a kémiai reakciók végbemenetelét. Amikor elkezdte a kutatást Yang még arra koncentrált hogy napenergiával tiszta vízből tudja hidrogént előállítani. Ez egy lényegesen nehezebb feladat a tengervíz esetében, mivel a fotokatalizátor nem elég ellenálló, hogy elviselje a vízben lévő szerves anyagok és korrozív sók hatását.

Az új tanulmányuk szerint Yang és csapata sikeresen kifejlesztett egy új katalizátort, ami a fény egy nagyobb spektrumát képes felhasználni mint a korábban használt anyagok és ellenáll a tengervíz okozta kellemetlen hatásoknak is.

“Egy új ablak nyílt meg a víz valódi lebontásában,” mondta Yang.

Yang kidolgozott egy módszert a hibrid anyagból felépülő fotokatalizátor gyártására. Apró nanoüregek, amiket kémiailag belemartak egy nagyon vékony titán dioxid film felületére. Ezeket az üregeket azután molibdén diszulfiddal vonták be, ami egy két dimenziós egy atom vastagságú anyag.

Tipikusan a katalizátorok a fény hullámhosszának csak egy korlátozott részét képesek átalakítani. Azonban az új anyagnál ezt lényegesen kibővítették így sokkal nagyobb mértékben gyűjthető be a fény energiája. Azzal hogy irányítás alatt tartják a szulfidok sűrűségét  az UV-től egészen az infravörös fényig képes energiát termelni a fény segítségével – ami legalább kétszer olyan hatékony mint a jelenlegi legjobb fotókatalizátorok.

“Sokkal több napenergiát nyelünk el a fényből mint a hagyományos anyagok,” mondta Yang. “Idővel, ha forgalomba kerül, jót tenne Florida gazdaságának. Sok tengervizünk van Floridában és sok napsütést is kapunk.”

A tudósok szerint sok esetben előnyösebb az ha a nap energiát kémiai üzemanyagok készítésére használjuk, mivel egyébként az energiát akkumulátorokban kellene tárolni a felhasználásig, amig folyamatosan romlanak, szemben a hidrogén gázzal, ami könnyen elraktározható és szállítható.

A katalizátor legyártása relatíve egyszerű és olcsó. Így a csapat jelenleg azon dolgozik hogy a gyártást hogyan nagyíthatják fel, ezzel is tovább növelve a hatásfokát. És a szennyvíz hidrogénné alakításának lehetőségeit is meg szeretnék majd vizsgálni.

Forrás: pubs.rsc.org

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.