Undersøgelse tilbyder ny indsigt i solopsamlingsteknologier

Hver time, solen mætter jorden med mere energi, end mennesker bruger på et år. At udnytte noget af denne energi til at imødekomme den globale efterspørgsel er blevet en stor udfordring, med verden klar til at fordoble sit energiforbrug på bare tredive år.

I en ny undersøgelse, forskere ved Biodesign Center for Applied Structural Discovery (CASD) og ASU's School of Molecular Sciences tager en side fra naturens lektiebog. Inspireret af måden planter og andre fotosyntetiske organismer indsamler og bruger solens strålende energi, de håber at udvikle teknologier, der høster sollys og opbevarer det som kulstoffrie eller kulstofneutrale brændstoffer.

"Denne artikel beskriver en generel, men alligevel nyttig strategi til bedre forståelse af katalysatorers rolle i nye teknologier til omdannelse af sollys til brændstoffer, "siger den tilsvarende forfatter Gary Moore.

Forskningen fremgår af det aktuelle nummer af American Chemical Society (ACS) journal Anvendte energimaterialer og pryder sit omslag.

På trods af fremskridtene inden for solpanelsteknologier, deres begrænsninger er tydelige. Forskere vil gerne gemme akkumuleret energi fra solen i en koncentreret form, bruges når og hvor det er nødvendigt. Katalysatorer - materialer, der virker for at fremskynde den hastighed, hvormed kemiske reaktioner opstår - er en kritisk ingrediens for at høste sollys og lagre det som brændstoffer, gennem en proces kendt som fotoelektrosyntese.

Som forfatterne demonstrerer, imidlertid, effektiviteten af ​​katalysatorer er kritisk afhængig af, hvordan de bruges i nye grønne teknologier. Målet er at maksimere energieffektiviteten og, hvor det er muligt, gøre brug af jord-rigelige elementer.

Ifølge Brian Wadsworth, forsker i CASD -centret og hovedforfatter af det nye studie, en mindre-er-mere tilgang til katalysatorer kan forbedre ydeevnen for fotoelektrosyntetiske anordninger:

"Der er en traditionel forestilling om, at relativt høje belastninger af katalysator er gavnlige for at maksimere reaktionshastigheder og relateret ydeevne af katalytiske materialer, "Siger Wadsworth." Dog, Denne designstrategi bør ikke altid implementeres i samlinger, der involverer opsamling og konvertering af solenergi, da relativt tykke katalysatorlag kan hæmme ydeevnen ved at afskærme sollys fra at nå et underliggende lysabsorberende materiale og/eller misgøre akkumulering af katalytisk aktive tilstande. "

Den nye forskning giver en ramme for bedre forståelse af katalytisk ydeevne i solbrændstofudstyr og peger vejen til yderligere opdagelser.