Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
​Chất xúc tác quang hiệu quả hơn có thể mở khóa tiềm năng của năng lượng mặt trời   20-02-2020
Một chất xúc tác quang bán dẫn hữu cơ có khả năng tăng đáng kể tỷ lệ sản sinh khí hydro có thể dẫn tới các công nghệ lưu trữ năng lượng hiệu quả hơn.


Kosco, Iain McCulloch và Calvyn Howells đang thảo luận về tiềm năng của chất xúc tác quang tiến hóa hydro của nhóm (Ảnh: KAUST)

Đốt nhiên liệu hóa thạch đang dẫn tới biến đổi khí hậu nguy hiểm, thúc đẩy tìm kiếm các nguồn năng lượng tái tạo sạch hơn. Năng lượng mặt trời cho đến nay là nguồn tái tạo phong phú nhất nhưng mở khóa tiềm năng của nó vẫn cần một phương pháp để lưu trữ năng lượng để sử dụng sau đó.

Một phương pháp tiêu chuẩn để lưu trữ năng lượng mặt trời là sử dụng các liên kết hóa học của hydro phân tử sử dụng chất xúc tác quang tiến hóa hydro (HEP). Hiện tại, chất xúc tác HEP là các chất bán dẫn vô cơ đơn thành phần. Chúng chỉ hấp thu ánh sáng ở bước sóng hồng ngoại, làm hạn chế khả năng sản xuất hydro.

Một nhóm dẫn đầu bởi Iain McCulloch từ Trung tâm năng lượng mặt trời của KAUST cộng tác với các nhà nghiên cứu từ Mỹ và Anh nay vừa phát triển được vật liệu HEP được làm từ 2 vật liệu bán dẫn khác nhau. Họ kết hợp 2 vật liệu này thành các hạt nano hữu cơ mà có thể điều chỉnh để hấp thu phổ ánh sáng nhìn thấy nhiều hơn.

“Thông thường, các chất bán dẫn vô cơ được sử dụng cho các ứng dụng xúc tác quang. Tuy nhiên, các vật liệu này cơ bản hấp thu ánh sáng UV vốn chỉ chiếm chưa tới 5% phổ ánh sáng mặt trời. Do đó, hiệu suất của chúng còn hạn chế”, đồng tác giả nghiên cứu Jan Kosco cho biết.

Đầu tiên nhóm sử dụng một phương pháp có tên nhũ hóa mini mà ở đó một dung dịch chất bán dẫn hữu cơ được nhũ hóa trong nước với sự hỗ trợ của một chất ổn định bề mặt. Tiếp theo, họ làm nóng thể sữa đó để loại bỏ dung môi, để lại các hạt nano bán dẫn hữu cơ được ổn định bề mặt.

Bằng cách thay đổi chất hoạt tính bề mặt, các nhà nghiên cứu có thể kiểm soát được cấu trúc các hạt nano, chuyển đổi chúng từ một cấu trúc nhân-vỏ sang cấu trúc cho/nhận kết hợp. Cấu trúc pha trộn này cho phép các nhà nghiên cứu đưa vào một phần tiếp nối dị thể giữa lớp polyme nhận và lớp nonfullerene cho.

“Cả hai cấu trúc đều hấp thu ánh sáng cùng tỷ lệ nhưng trong cấu trúc nhân-vỏ, chỉ các lỗ phát sáng mới tiếp cận được bề mặt; tuy nhiên trong cấu trúc hỗn hợp, cả lỗ và electron đều tiếp cận bề mặt của hạt nano, dẫn tới việc sản sinh hydro được tăng cường”, Kosco giải thích.

Vật liệu HEP cho tốc độ tiến hóa hydro gấp 10 lần so với tốc độ mà vật liệu HEP vô cơ đơn thành phần đạt được. Điều này đặt nền móng cho các công nghệ lưu trữ năng lượng thế hệ tiếp theo.

“Chúng tôi hiện đang nghiên cứu hiệu năng của các hạt nano được tạo hình từ sự phối trộn các chất bán dẫn khác nhau để hiểu rõ hơn về mối quan hệ giữ hoạt động và cấu trúc của chúng. Chúng tôi cũng đang xem xét thiết kế các chất xúc tác quang hạt nano cho các phản ứng xúc tác quang khác như tiến hóa oxy hay khử carbon dioxide”, McCulloch cho biết thêm.

LH (Physorg)

 

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập