Forskning giver nyt håb for solbrændstof

Et team af eksperter i vedvarende energi fra University of Exeter har været banebrydende for en ny teknik til at producere brint fra sollys for at skabe en ren, billigt og bredt tilgængeligt brændstof.

Holdet udviklede en innovativ metode til at opdele vand i dets bestanddele - brint og oxygen - ved hjælp af sollys. Brinten kan så bruges som brændstof, med potentiale til at drive hverdagsting såsom hjem og køretøjer.

Afgørende, brintbrændstof, der kan skabes gennem denne syntetiske fotosyntesemetode, ville ikke kun reducere kulstofemissionerne alvorligt, men ville også skabe en praktisk talt ubegrænset energikilde.

Den banebrydende nye forskning centrerer sig om brugen af ​​en revolutionerende fotoelektrode - en elektrode, der absorberer lys før initialisering af elektrokemiske transformationer for at udvinde brinten fra vand - lavet af nanopartikler af grundstofferne lanthan, jern og ilt.

Forskerne mener, at denne nye type fotoelektrode ikke kun er billig at producere, men kan også genskabes i større skala til masse- og verdensomspændende brug.

Forskningen er publiceret i førende tidsskrift, Videnskabelige rapporter .

Govinder Pawar, hovedforfatter på papiret og baseret på University of Exeters Environment and Sustainability Institute på Penryn Campus i Cornwall sagde:"Med voksende økonomier og befolkning, fossile brændstoffer vil ikke være i stand til at opretholde den globale energiefterspørgsel på en "ren" måde, da de bliver opbrugt i en alarmerende hastighed.

"Der skal findes alternative vedvarende brændstofkilder, som kan opretholde den globale energiefterspørgsel. Brint er en lovende alternativ brændstofkilde, der er i stand til at erstatte fossile brændstoffer, da den har en højere energitæthed end fossile brændstoffer (mere end det dobbelte), nul CO2-emissioner, og det eneste biprodukt er vand."

På nuværende tidspunkt omkring 85 procent af de globale energiforsyninger kommer fra afbrænding af fossile brændstoffer. Derfor behovet og ønsket om at finde en bæredygtig, omkostningseffektive vedvarende brændstofkilder bliver stadig mere presserende.

Måske ikke overraskende, solen er jordens mest udbredte vedvarende energikilde, med potentiale til at give 100, 000 terawatt strøm hvert år – hvilket betyder, at en times solenergi svarer til et helt års samlede energiforbrug på verdensplan.

Imidlertid, bestræbelser på at producere effektivt stabilt halvledermateriale, for effektivt at konvertere sollys til en udbredt energikilde, der kan lagres, har indtil videre vist sig at være uhåndgribelige.

En af de væsentligste hindringer for udviklingen af ​​levedygtig solenergi har været en manglende evne til at producere et halvledende materiale, der er egnet til processen.

I denne nye forskning, holdet brugte lanthan jernoxid til at skabe et halvledende materiale, der gav de ideelle resultater til produktion af brint fra vand ved hjælp af sollys, hvilket gør den til den hidtil stærkeste kandidat til vedvarende brintproduktion.

Govinder Pawar tilføjede:"Vi har vist, at vores LaFeO3 fotoelektrode har ideelle båndjusteringer, der er nødvendige for spontant at spalte vand i dets bestanddele (H2 og O2), uden behov for en ekstern bias. I øvrigt, vores materiale har fremragende stabilitet, hvor det efter 21 timers test ikke nedbrydes, ideel til vandopdelingsformål. Vi arbejder i øjeblikket på at forbedre vores materiale yderligere for at gøre det mere effektivt at producere mere brint."

"Ubiased Spontaneous Solar fuel Production using Stable LaFeO3 Photoelectrode" er udgivet i Videnskabelige rapporter .