Эта машина на водородном топливе может стать окончательным руководством к самосовершенствованию

Три года назад ученые из Мичиганского университета обнаружили устройство для искусственного фотосинтеза, сделанное из кремния и нитрида галлия (Si / ), которое превращает солнечный свет в безуглеродный для топливных элементов с удвоенной эффективностью и стабильностью по сравнению с некоторыми предыдущими технологиями.


Теперь ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики (DOE) (Лаборатория Беркли) — в сотрудничестве с Мичиганским университетом и Ливерморской национальной лабораторией (LLNL) — обнаружили удивительное свойство самосовершенствования в Si / GaN, который способствует высокоэффективной и стабильной работе материала по преобразованию света и воды в безуглеродный водород. Их выводы, опубликованные в журнале Природы, может помочь радикально ускорить коммерциализацию технологий искусственного фотосинтеза и водородных топливных элементов.

«Наше открытие действительно меняет правила игры», — сказала старший автор исследования Франческа Тома, научный сотрудник отдела химических наук Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики . По ее словам, обычно материалы в системах солнечного топлива разрушаются, становятся менее стабильными и, следовательно, производят водород менее эффективно. «Но мы обнаружили необычное свойство Si / GaN, которое каким-то образом позволяет ему стать более эффективным и стабильным. Я никогда не видел такой стабильности».

Предыдущие материалы для искусственного фотосинтеза являются либо отличными поглотителями света, которые не обладают прочностью; или это прочные материалы, не обладающие эффективностью поглощения света.

Но нитрид кремния и галлия — дешевые материалы в изобилии, которые широко используются в качестве полупроводников в повседневной электронике, такой как (светоизлучающие диоды) и солнечные элементы, — сказал соавтор Зетиан Ми, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете им. Мичиган, который десять лет назад изобрел устройства для искусственного фотосинтеза Si / GaN.

Когда устройство Mi Si / GaN достигло рекордной 3-процентной эффективности преобразования солнечной энергии в водород, он задумался, как такие обычные материалы могут так необычайно хорошо работать в экзотическом устройстве для искусственного фотосинтеза, поэтому он обратился за помощью к Томе.

HydroGEN: научный подход к солнечному топливу

Ми узнал об опыте Тома в передовых методах микроскопии для исследования наноразмерных (миллиардных долей метра) свойств материалов для искусственного фотосинтеза через HydroGEN, консорциум лабораторий из пяти стран, поддерживаемый Управлением технологий водорода и топливных элементов Министерства энергетики и возглавляемый Национальной Лаборатория возобновляемых источников энергии для облегчения сотрудничества между национальными лабораториями, академическими кругами и промышленностью для разработки передовых материалов для расщепления воды. «Это взаимодействие поддержки промышленности и научных кругов в области передовых материалов для расщепления воды с возможностями национальных лабораторий — именно то, почему был создан HydroGEN — чтобы мы могли сдвинуть с мертвой точки технологию производства чистого водорода», — сказал Адам Вебер, сотрудник Berkeley Lab Hydrogen. и руководитель программы лаборатории технологий топливных элементов и заместитель директора HydroGEN.

Тома и ведущий автор Госонг Цзэн, научный сотрудник отделения химических наук лаборатории Беркли, подозревали, что GaN может играть роль в необычном потенциале устройства для повышения эффективности и стабильности производства водорода.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments