Ultratyndt sort fosfor til solcelledrevet brintøkonomi
Fig.1. Skematisk diagram over Z-skema fotokatalytisk overordnet vandopdeling ved hjælp af BP/BiVO4 under bestråling af synligt lys. Kredit:Osaka University
Brint som brændstofkilde, frem for kulbrinter som olie og kul, giver mange fordele. Brændende brint producerer harmløst vand med potentiale til at eliminere kuldioxidemissioner og deres miljøbelastning. I jagten på teknologier, der kan føre til et gennembrud i opnåelsen af en brintøkonomi, et centralt spørgsmål er at lave brint billigt. Brug af katalysatorer til spaltning af vand er den ideelle måde at generere brint på, men det kræver normalt en energiindgang fra andre kemikalier, elektricitet, eller en portion sollys, der har høj nok energi.
Nu har forskere ved Osaka University udviklet et nyt katalytisk system til effektivt at splitte vand og fremstille brint med energi fra normalt sollys. Deres undersøgelse blev for nylig rapporteret i Angewandte Chemie International Edition .
"Det har ikke været muligt at bruge synligt lys til fotokatalyse, men vores tilgang til at kombinere nanostruktureret sort fosfor til vandreduktion til hydrogen og vismutvanadat til vandoxidation til ilt lader os gøre brug af en bred vifte af solspektret til at lave brint og ilt med en hidtil uset effektivitet, "siger hovedforfatter Mingshan Zhu.
Sort fosfor har en flad, todimensionel struktur svarende til grafens og absorberer stærkt lys på tværs af hele det synlige spektrum. Forskerne kombinerede det sorte fosfor med vismutvanadat, som er en velkendt vandoxidationskatalysator.
På samme måde som planter transporterer elektroner mellem forskellige strukturer i naturlig fotosyntese for at splitte vand og lave ilt, de to komponenter i denne nye katalysator kunne hurtigt overføre elektroner ophidset af sollys. Mængderne af de to komponenter blev også optimeret i katalysatoren, hvilket fører til produktion af hydrogen og iltgasser i et ideelt 2:1 -forhold.
Medforfatter Tetsuro Majima siger, "Realiseringen af brintproduktion drevet af sollys er grundlaget for et brintorienteret samfund. Vores bidrag overvinder en betydelig hindring, men der er meget arbejde tilbage for at gøre brint til en praktisk brændstofkilde i fremtiden. "
Fig.2. Fotokatalytisk overordnet opdeling af rent vand ved hjælp af 2D-heterostrukturer af BP/BiVO4 uden offermidler under bestråling af synligt lys. Kredit:Osaka University
Varme artikler
-
Hvad sker der med plasmalogener, fosfolipiderne ingen kan lide at tænke påDiagram viser signalveje påvirket af cytochrom cs nedbrydning af plasmalogen. Kredit:Richard Gross Patienter med Alzheimers sygdom mister op til 60 % af en komponent kaldet plasmalogen fra membran -
Forskere demonstrerer fundamentalt ny tilgang til ultralydsbilleddannelseKredit:CC0 Public Domain Forskere fra North Carolina State University har demonstreret en ny teknik til at lave ultralydsbilleder. Den nye tilgang er væsentligt enklere end eksisterende teknikker -
Team rapporterer diamantringarkitektur af et proteinkompleksNuA4 cryo-EM-strukturen ligner en diamantring. Kredit:USTC NuA4/Tip60, et kompleks med diamantringarkitektur, er påkrævet for lovgivnings- og reparationsprocesser. Prof. CAI Gang og Prof. Jacques -
Australske forskere satte rekord for kuldioxidopsamlingKredit:CC0 Public Domain Forskere fra Monash University og CSIRO har sat rekord for kuldioxidopsamling og -lagring (CCS) ved hjælp af teknologi, der ligner en svamp fyldt med små magneter. Ved at
- Apple sænker udsigterne, ser udfordringer i Kina, nye markeder
- Sporing af universet:Røntgenundersøgelse understøtter standard kosmologisk model
- Violinmagere tuner ind på traditionen fra Stradivarius i Italiens Cremona
- Vulkansk tremor og deformation ved Kilauea
- Hvordan finder fugle fuglebræt?
- Brug af tab af modstandskraft som et tidligt advarselssignal til at forudsige sandsynligheden for sk…