太阳能人工树叶收成水从空气转换成氢燃料

化学工程师EPFL洛桑联邦理工()创建了一个太阳能人造叶子的基础上多孔,透明的新型电极。科技展品可能收获的水空气转换成氢燃料。

是从汤姆斯技术是创建可伸缩的和简单的。的设备有可能收获水从空气和提供氢fuel-completely由太阳能能源科学家多年的一大目标。

目前,欧洲化学工程师凯文Sivula和他的团队取得了相当大的一步使这一愿景更接近现实。

研究人员想出了一个聪明的但简单系统是从汤姆斯集成技术以及新型电极有两个主要特征:他们是多孔优化与水存在于空气接触,和透明的优化的阳光照射半导体涂层。

当设备暴露在阳光下时,它需要水从大气中并产生氢气。这项研究结果发表在先进材料亚博网站下载日报》1月4日^th,2023年。

团队的小说多孔气体扩散电极,透明和导电,从而允许这种太阳能技术将水从空气进入气态氢燃料。

实现一个可持续发展的社会,我们需要一些方法来储存可再生能源作为化学物质可以用作燃料和工业原料。太阳能是最丰富的可再生能源形式,我们正在努力开发生产太阳能能源经济竞争力的方法。

凯文•Sivula研究首席研究员,分子光电纳米材料工程实验室,洛桑联邦理工亚博网站下载

灵感来自植物的叶子

在他们的研究中进行可再生环保燃料铺平道路,EPFL)的工程师们,在与丰田汽车欧洲合作,灵感来自植物表现出潜在的方式将阳光转换成化学能的帮助下空气中的二氧化碳。

工厂将从环境获取水和二氧化碳,和额外的能量从阳光中解放出来,提高分子转化为淀粉和糖,这一过程被称为光合作用。阳光的能量储存以化学键的形式在淀粉和糖。

新近发展起来的透明的气体扩散电极Sivula和他的团队一起,同时受到与聚光半导体材料涂层,作为人工树叶。这有助于收获从空气阳光和水来产生氢气。阳光的能量被储存在氢键的形式。

而不是建筑与传统电极层与阳光,不清楚他们的底物通常是一个三维网格毡制的玻璃纤维。

发展我们的原型设备是透明的气体扩散电极以来挑战先前没有被证明,我们不得不开发新的程序为每个步骤。然而,由于每一步是相对简单和可伸缩的,我认为我们的方法将打开新的视野范围广泛的应用程序从气体扩散的太阳能制氢基质。

玛丽娜Caretti,研究报告的主要作者,洛桑联邦理工

从空气中液态水的湿度

早些时候,Sivula和其他研究团队确保可以执行人工光合作用产生氢燃料从液体水和阳光利用设备称为光电化学(压电)细胞。

通常情况下,压电陶瓷细胞称为设备,利用入射光刺激感光材料,类似于半导体,沉浸在液体的解决方案创建一个化学反应。然而,对于实际的原因,这个过程有其缺点,例如,很难使大面积压电陶瓷设备,利用液体。

Sivula有希望表明,压电陶瓷技术可能被用于收集空气中的湿度,导致他们的新气体扩散电极的发展。

电化学电池(例如,燃料电池)已经显示气体而不是液体。然而,气体扩散电极与太阳能利用以前是不透明和不一致的压电陶瓷技术。

目前,科学家们集中措施改善系统。什么是理想的纤维尺寸?理想的孔隙大小?完美的半导体和膜材料?亚博网站下载

这些问题在欧盟被跟踪项目“Sun-to-X”,致力于发展这项技术,想出新方法将氢气转化成液体燃料。

视频来源:洛桑联邦理工。

来源:https://actu.epfl.ch/