Brug af solenergi til at omdanne råvarer til ingredienser til hverdagen

(Phys.org) — Næsten alt, hvad vi rører ved i løbet af en dag - bil, telefon, computer, køleskab, vaskemiddel - selv medicin, stole på, at den kemiske industri omsætter råmaterialer som oliebiprodukter, mineraler og landbrugsprodukter til værdifulde kemikalier, der er ingredienserne i livets væsentlige genstande.

QUT-forsker Dr. Sarina Sarina, som opnåede enestående fremskridt med at drive denne energiintensive kemiske produktionsproces ved omgivelsestemperatur ved hjælp af lys i stedet for fossile brændstoffer, har vundet det prestigefyldte Alexander von Humboldt-stipendium på det berømte Max Planck Institut i Berlin.

"Problemet er, at det kræver en enorm mængde elektrisk energi at lave den varme, der kræves for at omdanne råmaterialerne, "Dr Sarina, fra QUTs naturvidenskabelige og tekniske fakultet, sagde.

"De skal opvarmes til 200 eller 300 grader for at opnå den kemiske omdannelse, og så denne proces tager omkring en tredjedel af den energi, der forbruges af fremstillingen, " sagde Dr Sarina.

"Min forskning har fundet ud af, at vi kan opnå høj effektivitet ved at bruge sollys til mange kemiske produktioner, og ved meget lavere temperaturer.

"Nøglen er at bruge metal nanopartikler såsom guld nanopartikler som en 'fotokatalysator', som absorberer lys og omdanner råvarerne til brugbare produkter.

"Alt, vi skal bruge, er en kæmpe linse og guld-nanopartikler som fotokatalysator til at drive de kemiske reaktioner - og alt sammen ved stuetemperatur, så vi ikke har brug for ovne."

Dr. Sarina sagde, at traditionelle fotokatalysatorer var halvledere lavet af metaloxid med den ulempe, at de kun absorberede UV, ikke synligt lys.

"Det betyder, at traditionelle fotokatalysatorer kun bruger en lille del af den tilgængelige energi, fordi UV kun udgør 4 procent af solspektret og 96 procent af solspektret er synligt lys og infrarødt, " hun sagde.

"Tidligere QUT-forskning udført af professor Huai Yong Zhu fandt ud af, at guldnanopartikler absorberer det meste af solspektret, så de er meget effektive til at bruge synligt lys.

"Guld nanopartikler, udover at det er meget dyrt, kan kun drive et lille antal reaktioner, men vi har fundet ud af, at når vi tilføjer palladium til guldnanopartiklerne, kan det drive mange flere reaktioner end guld i sig selv.

"Jeg vil arbejde på Max Planck Institute for at udvikle billigere, mere effektive fotokatalysatorer fra bimetalliske nanopartikler såsom kobber eller sølv og palladium eller de andre "overgangsmetaller" såsom iridium og rhodium for at finde ud af, hvilken kombination der ville drive en specifik kemisk reaktion.

"Ultimativt, Jeg vil gerne finde de perfekte fotokatalysatorer til at bruge med Australiens rigelige solskin til at omdanne råmaterialer ved at bruge nul fossile brændstoffer til energi."