Vetyä suoraan merivedestä

Kelluva prototyyppi, joka on varustettu yksittäisten platina-atomien katalysaattoreilla auringonvalon virittämään vedyn tuotantoon suoraan merivedestä.

Swinburnen teknillisen yliopiston Centre for Translational Atomaterials tutkijat ovat yhteistyössä Shaanxi Normal Universityn kanssa kehittäneet vankan yksittäisten platina-atomien katalysaattorin, joka voi tuottaa tehokkaasti vetyä merivedestä auringonvalon voimalla.

Vety on yksi puhtaimmista polttoaineista. Jos sitä tuotetaan puhtaasta, uusiutuvasta energialähteestä, kuten tuulesta tai aurinkoenergiasta, sitä voidaan käyttää puhtaana liikennepolttoaineena, sähkön toimittamiseksi verkkoon ja korvaamaan hiili valmistusprosesseissa.

Tavanomaisissa fotokatalyyteissä elektronit ja aukot erotetaan aurinkosäteilyn vaikutuksesta käynnistämään veden jakautuminen vedyksi ja hapeksi. Erotetut elektronit ja aukot pyrkivät rekombinoitumaan, mikä vähentää merkittävästi fotokatalyyttistä aktiivisuutta ja vähentää vedyn tuotantotehokkuutta.

Tutkimuksessa kehitetty yksittäisten platina-atomien katalyytti uuttaa tehokkaasti valon generoimat elektronit välttäen siten ei-toivottua rekombinaatiota.

"Tässä uudessa työssä olemme käyttäneet yksittäisten atomien platinakatalyyttiä elektronin poimijana. Se syntetisoidaan skaalautuvalla ja edullisella kalsinointimenetelmällä, joka on toteutettavissa helposti suuressa mittakaavassa”, kertoo dosentti Tianyi Ma, tutkimuksen johtava kirjoittaja.

Katalysaattorijärjestelmällä (Pt1-CN@CuS) on parempi fotokatalyyttinen suorituskyky veden jakamiseen H2:n tuotantonopeudella 25,4 μmol h−1 ja näennäinen kvanttisaanto (AQY) 50,3 % LED-530:n valaistuksessa. Aurinko-vety (STH) -muuntotehokkuuden lasketaan olevan 0,5% AM 1.5 -valaistuksessa.

Kyseessä on ensimmäinen tutkimus yksittäisatomisesta rinnakkaiskatalysaattorista, joka vähentää hiilinitridin ylipotentiaalia veden jakautumisen aikana ja alentaa katalyytin/rinnakkaiskatalyytin ja rinnakkaiskatalyytin/elektrolyytin rajapintaresistanssia.

"Korkea aurinko-vety-konversiotehokkuus on se, mitä tarvitsemme teolliseen käyttöön", dosentti Ma sanoo. "Olemme suunnitelleet uuden prototyyppilaitteen, joka voi kellua meren pinnalla vedyn tuottamiseksi merivedestä."

Aiheesta aiemmin:

Vetyä auringonvalosta

Vetyä ja sähköä samanaikaisesti