TMDC نانو باعث می شود جدید نوع از سلول های خورشیدی فتوسنتز

- Feb 18, 2017 -

اکسید نیکل به diselenide تنگستن را می توان مورد استفاده قرار گیرد به شیمیایی تبدیل دی اکسید کربن به مونوکسید کربن در یک محلول یونی. این یافته جدید از محققان در دانشگاه ایلینوی در شیکاگو که "فتوسنتز" دستگاه کار می کند تنها با استفاده از نور خورشید است. نوع جدیدی از سلول های خورشیدی می تواند برای حذف کربن از اتمسفر و تولید سوخت در همان زمان.


الکتروشیمیایی کاهش CO 2 می تواند، در اصل، یک راه خوب از بازیافت این گاز گلخانه ای به سوخت. با این حال، کاتالیزور موجود برای این واکنش بیش از حد ناکارآمد هستند.

یک تیم به رهبری امین صالحی Khojin   هم اکنون به عنوان بهره وری از یک کلاس از مواد 2D به نام dichalcogenides فلزات واسطه (TMDCs) به عنوان کاتالیزور برای این واکنش تست شده است. محققان مواد با مایع یونی به عنوان یک الکترولیت در داخل یک دو محفظه، سه الکترود سلول الکتروشیمیایی جفت می شود.

diselenide تنگستن باعث می شود برگ مصنوعی

آنها دریافتند که diselenide تنگستن بهترین بود، و به صورت nanoflake آن، عملکرد بهتری نسبت به کاتالیزور فله (ساخته شده از نقره، به عنوان مثال) با ضریب 60. همچنین حداقل دو بار به خوبی به عنوان ترکیبات nanoflake دیگر در مطالعه مورد تجزیه و تحلیل شد. این نیز 20 برابر ارزان تر از یک کاتالیزور نقره ای.

سپس این تیم استفاده کاتالیزور آن برای ساخت یک برگ مصنوعی ساخته شده از دو سیلیکون سه محل اتصال سلول های فتوولتائیک اندازه گیری 18 سانتی متر 2 به نور برداشت. diselenide تنگستن و کاتالیزور مایع یونی ساخته شده تا کاتد در سلول در حالی که اکسید کبالت در یک الکترولیت پتاسیم فسفات ساخته شده آند.

تقلید فرآیند فتوسنتز

"این برگ مصنوعی تقلید فرآیند فتوسنتز،" توضیح می دهد صالحی Khojin. "در یک برگ واقعی، CO 2 به قند تبدیل اما در برگ ما آن را به گاز سنتز تبدیل می شود." گازهای سنتزی، یا گاز مصنوعی، مخلوطی از گاز هیدروژن و مونوکسید کربن است و می توان آن را به طور مستقیم در توربین گاز و گاز سنتز سوخته موتورهای دیزل و یا تبدیل به یا دیگر سوخت های هیدروکربنی با چگالی بالا مانند نفت. صالحی Khojin می گوید که او و همکارانش همچنین می توانید کاتالیزور خود را برای تولید مستقیم شکر یا دیگر هیدروکربن مهندس.

محققان فعالیت کاتالیزوری در هر یک از سایت های فعال در برگ مصنوعی را اندازه گیری که آن را به نور 100 W / سانتی متر 2 قرار گرفت. این است که در مورد شدت متوسط از نور خورشید به سطح زمین است. گاز سنتز در کاتد تولید و اکسیژن و هیدروژن یون های آزاد در آند تولید شده است. یونهای هیدروژن از طریق یک غشاء به سمت کاتد منتشر به شرکت در واکنش کاهش CO 2.

مزارع خورشیدی

"این واکنش 1،000 بار بهتر از آن اندازه گیری شده برای نانوذرات نقره و 60 برابر بهتر از کار قبلی ما انجام شده بر روی دی سولفید مولیبدن فله بود،" صالحی Khojin nanotechweb.org می گوید. "چه تر است، تبدیل انرژی خورشیدی به سوخت راندمان تبدیل برای سیستم 4.6 درصد است که 2.5 درصد از سیستم های قبلی است."

برگ مصنوعی می تواند مورد استفاده برای ایجاد مزارع خورشیدی بعدی به کارخانه های شیمیایی و قدرت برای تبدیل CO 2 از جریان گاز خروجی به سوخت فقط با استفاده از انرژی از خورشید، او می افزاید. "در این روش ما می تواند نه تنها CO 2 زدودن بلکه انرژی از خورشید ذخیره در قالب پیوندهای شیمیایی است که کارآمد ترین راه برای ذخیره سازی این انرژی است."

تیم ایلینوی، گزارش کار خود را در علوم DOI: 10.1126 / science.aaf4767 بازدید کنندگان AYS که در حال حاضر امیدوار است به مقیاس سیستم خود را در همکاری با صنعت و در حال حاضر برای ثبت اختراع موقت منتشر شده است.


یک جفت:جوهر رسانا و چسباندن کسب و کار: همه چیز در حال تغییر است بعدی:دانشمندان در دانشگاه های W.Va. یافته حاضر از اقتصادی، جامعه تاثیر پروژه های تحقیقاتی