Synteesikaasua ja akkuvarausta auringonvalosta25.03.2023
"Syngas valmistetaan tällä hetkellä lähes yksinomaan fossiilisista raaka-aineista", sanoo professori Roland Fischer epäorgaanisen ja organometallisen kemian laitokselta. Keltainen jauhe, jonka Fischerin johtama tutkimusryhmä on kehittänyt, muuttaa pelin. Tutkijoiden kehittämä nanomateriaali jäljittelee fotosynteesiin osallistuvien entsyymien ominaisuuksia. Heidän kehittämä "Nanotsyymi" tuottaa synteesikaasua käyttämällä hiilidioksidia, vettä ja valoa samalla tavalla kuin luonto. Tohtori Philip Stanley selittää: "Molekyyli ottaa energia-antennin tehtävän, joka on analoginen klorofyllimolekyylille kasveissa. Valo vastaanotetaan ja elektronit siirretään reaktiokeskukseen." Tutkijoiden järjestelmän innovatiivinen puoli on, että nyt on kaksi reaktiokeskusta, jotka on kytketty antenniin. Yksi niistä muuttaa hiilidioksidin hiilimonoksidiksi, kun taas toinen reaktiokeskus muuttaa veden vedyksi. Suurin suunnitteluhaaste oli järjestää antenni, elektronien välitysmekanismi ja kaksi katalyyttiä siten, että valosta saadaan mahdollisimman suuri tuotto. Tutkijatiimi saavutti ennätysmäisen 36 prosenttisen energiantuoton valosta. Tutkijoiden mukaan tämä tulos herättää toiveita siitä, että tekninen toteutus voisi tehdä teollisista kemiallisista prosesseista kestävämpiä. Valoakku varausten tallentamiseen Erillisessä hankkeessa tutkijat työstävät toista materiaalia, joka myös käyttää auringon valoenergiaa – mutta tässä tapauksessa varastoi sen sähköenergiaksi. "Yksi mahdollinen tulevaisuuden sovellus voisi olla akut, jotka latautuvat auringonvalolla", Fischer sanoo. Tutkijat käyttivät nanotsyymin komponenttien kaltaisia osia kehittäessään näitä valoakkuja. Myös tässä materiaali itse absorboi fotoneja tulevasta valosta. Mutta se ei toimisi kemiallisen reaktion katalysaattorina. Energian vastaanotin on niin tiukasti integroitunut rakenteeseen, että se pysyy tässä tilassa, mikä mahdollistaa elektronien varastoinnin pidemmän ajan kuluessa. Työssään tutkijat osoittivat, että reniumin koordinaatiokompleksin tietty rajaus metalli-orgaaniseen runkoon (MOF) avaa ainutlaatuisen elektroneja keräävän ominaisuuden näkyvän valon alla. He uskovat että aurinkoenergian MOF-pohjainen varastointi reagoimattomina radikaaleina avaa lukuisia väyliä uusille energiahuokoisille materiaaleille kohti aurinkoakku-/kondensaattorilaitteita. Aiheesta aiemmin: Biologian avulla sähkö varastoon ja hiili kiertoon Puhdasta polttoainetta auringonvalosta, CO2:sta ja vedestä |
05.06.2023 | Femtoskaalan mittauksia |
03.06.2023 | Uusi katalyytti kestävälle vedylle |
02.06.2023 | Skyrmioneja ohjaavia transistoreita |
01.06.2023 | Uusia materiaaleja akuille ja lämpösähköisille |
31.05.2023 | Fotonisiru ilman litografiaa |
30.05.2023 | Kohti trionipohjaisia optisia laitteita |
29.05.2023 | Uusia muistiratkaisuja spineillä ja pyörteillä |
27.05.2023 | Nopeita mikrorobotteja ihmiskehoon |
26.05.2023 | Sähköä ohuesta ilmasta 24/7 |
25.05.2023 | Kvanttista vai ei |
Siirry arkistoon » |