TMDC nanoflakes Membuat Jenis Baru Dari fotosintesis Sel Surya

- Feb 18, 2017 -

Nanoflakes Tungsten diselenide dapat digunakan untuk kimia mengubah karbon dioksida menjadi karbon monoksida dalam cairan ionik. Ini adalah temuan baru dari para peneliti di University of Illinois di Chicago yang "fotosintesis" perangkat bekerja hanya menggunakan sinar matahari. Jenis baru dari sel surya dapat digunakan untuk menghilangkan karbon dari atmosfer dan menghasilkan bahan bakar pada saat yang sama.


Elektrokimia mengurangi CO 2 bisa, pada prinsipnya, menjadi cara yang baik daur ulang gas rumah kaca ini kembali menjadi bahan bakar. Namun, katalis yang ada untuk reaksi ini hanya terlalu tidak efisien.

Sebuah tim yang dipimpin oleh Amin Salehi-Khojin   seperti sekarang menguji efisiensi kelas bahan 2D disebut dichalcogenides logam transisi (TMDCs) sebagai katalis untuk reaksi ini. Para peneliti dipasangkan bahan dengan cairan ionik sebagai elektrolit dalam dua kompartemen, sel elektrokimia tiga elektroda.

Tungsten diselenide membuat daun buatan

Mereka menemukan bahwa tungsten diselenide adalah yang terbaik, dan dalam bentuk nanoflake nya, mengungguli katalis massal (terbuat dari perak, misalnya) dengan faktor 60. Itu juga setidaknya dua kali lebih baik sebagai senyawa nanoflake lainnya dianalisis dalam penelitian ini. Hal ini juga 20 kali lebih murah daripada katalis perak.

Tim kemudian digunakan katalis untuk membangun daun buatan terdiri dari dua silikon sel surya triple-junction berukuran 18 cm 2 cahaya panen. Tungsten diselenide dan katalis cair ionik terdiri katoda dalam sel sementara kobalt oksida dalam elektrolit kalium fosfat terdiri anoda.

Meniru proses fotosintesis

"Daun buatan ini meniru proses fotosintesis," jelas Salehi-Khojin. "Dalam daun nyata, CO 2 yang diubah menjadi gula tetapi dalam daun kami itu diubah menjadi syngas." Syngas, atau gas sintetik, adalah campuran dari gas hidrogen dan karbon monoksida dan dapat dibakar langsung pada turbin gas dan syngas mesin atau diubah menjadi diesel atau bahan bakar hidrokarbon high-density lainnya seperti nafta. Salehi-Khojin mengatakan bahwa ia dan rekan-rekannya juga dapat insinyur katalis untuk langsung menghasilkan gula atau hidrokarbon lainnya.

Para peneliti mengukur aktivitas katalitik per setiap situs aktif pada daun buatan mereka ketika terkena cahaya dari 100 W / cm 2. Ini adalah tentang intensitas rata-rata sinar matahari mencapai permukaan bumi. Syngas dihasilkan di katoda dan bebas oksigen dan hidrogen ion yang diproduksi di anoda. Ion hidrogen berdifusi melalui membran ke sisi katoda untuk berpartisipasi dalam reaksi reduksi CO 2.

peternakan surya

"Reaksi ini adalah 1000 kali lebih baik dari yang diukur untuk nanopartikel perak dan 60 kali lebih baik dari pekerjaan kami sebelumnya dilakukan pada curah molibdenum disulfida," Salehi-Khojin mengatakan nanotechweb.org. "Apa yang lebih, solar-to-efisiensi bahan bakar konversi untuk sistem ini 4,6%, yang merupakan 2,5% naik dari sistem sebelumnya."

Daun buatan tersebut dapat digunakan untuk membuat peternakan surya di sebelah pabrik kimia dan listrik untuk mengkonversi CO 2 dari aliran gas buang untuk bahan bakar hanya menggunakan energi dari matahari, ia menambahkan. "Dengan cara ini kita tidak bisa hanya memulihkan CO 2 tetapi juga menyimpan energi dari matahari dalam bentuk ikatan kimia, yang merupakan cara yang paling efisien untuk menyimpan energi ini."

Tim Illinois, melaporkan pekerjaannya di Ilmu DOI: 10,1126 / science.aaf4767 s ays bahwa sekarang berharap untuk meningkatkan sistem yang bekerja sama dengan industri dan telah mengajukan paten sementara.


Sepasang:The Konduktif Tinta Dan Paste Bisnis: Semuanya Apakah Mengubah Berikutnya:Para ilmuwan di perguruan tinggi W.Va. hadir temuan dari ekonomi, proyek-proyek penelitian dampak masyarakat