Νέο υλικό μετατρέπει το φως του ήλιου και το νερό σε καθαρή ενέργεια

Νέο υλικό μετατρέπει το φως του ήλιου και το νερό σε καθαρή ενέργεια

Επιστήμονες ανέπτυξαν ένα νέο υλικό που μετατρέπει το φως του ήλιου και το νερό σε καθαρή ενέργεια. Ο φωτοκαταλύτης που δημιουργήθηκε από ερευνητές στο Oregon State University των ΗΠΑ επιτρέπει την ταχεία και υψηλής απόδοσης παραγωγή «πράσινου» υδρογόνου.

Disclaimer: Απαγορεύεται η αναδημοσίευση, αναπαραγωγή, ολική, μερική ή περιληπτική ή κατά παράφραση ή διασκευή ή απόδοση του περιεχομένου του παρόντος διαδικτυακού τόπου με οποιονδήποτε τρόπο, χωρίς αναφορά στο RAWMATHUB.GR (με ενεργό link) ή χωρίς την προηγούμενη γραπτή άδεια του RAWMATHUB.GR. 

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τον Κυριάκο Στυλιανού του OSU College of Science παρουσίασε ένα πιθανό νέο εργαλείο κατά των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και της κλιματικής αλλαγής. Η έρευνα επικεντρώνεται σε κρυσταλλικά, πορώδη υλικά γνωστά ως μεταλλό-οργανικά πλαίσια (metal organic frameworks, MOFs). Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα MOF για να δημιουργήσουν μια ετεροσύνδεση οξειδίου μετάλλου -έναν συνδυασμό δύο υλικών με συμπληρωματικές ιδιότητες- ώστε να φτιάξουν έναν καταλύτη ο οποίος, όταν εκτίθεται στο ηλιακό φως, διασπά γρήγορα και αποτελεσματικά το νερό σε υδρογόνο.

Η ετεροσύνδεση, την οποία αναφέρουν ως RTTA, διαθέτει οξείδιο του ρουθηνίου και οξείδιο του τιτανίου που προέρχονται από MOF, εμποτισμένα με θείο και άζωτο. Η ερευνητική ομάδα δοκίμασε πολλά RTTA με διαφορετικές ποσότητες οξειδίων και κατέληξαν στην πιο υποσχόμενη λύση. «Μεταξύ των διαφόρων υλικών RTTA, το RTTA-1, με τη χαμηλότερη περιεκτικότητα σε οξείδιο του ρουθηνίου, παρουσίασε τον ταχύτερο ρυθμό παραγωγής υδρογόνου και υψηλή κβαντική απόδοση», είπε ο Στυλιανού.

Oregon State University MOF

credit: Oregon State University

Σύμφωνα με τον Στυλιανού, μέσα σε μόλις μία ώρα, ένα γραμμάριο RTTA-1 ήταν σε θέση να παράγει πάνω από 10.700 micromoles υδρογόνου. Αυτή η διαδικασία χρησιμοποίησε φωτόνια, δηλαδή σωματίδια φωτός, με εντυπωσιακό ρυθμό 10%, που σημαίνει ότι για κάθε 100 φωτόνια που αλληλεπίδρασαν με το RTTA-1, τα 10 συνέβαλαν στην παραγωγή υδρογόνου.

«Η αξιοσημείωτη δραστηριότητα του RTTA-1 οφείλεται στη συνεργιστική του δράση με τα μεταλλικά οξείδια και τις ιδιότητες του μητρικού MOF που ενισχύουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων. Αυτή η μελέτη υπογραμμίζει τις δυνατότητες των μεταλλικών οξειδίων που προέρχονται από MOF ως φωτοκαταλύτες για πρακτική παραγωγή υδρογόνου, συμβάλλοντας στην ανάπτυξη βιώσιμων και αποδοτικών ενεργειακών λύσεων», εξηγεί ο Στυλιανού.

Η παραγωγή υδρογόνου με διάσπαση του νερού μέσω μιας καταλυτικής διαδικασίας θεωρείται ως καθαρότερη από την παραδοσιακή μέθοδο παραγωγής υδρογόνου που περιλαμβάνει φυσικό αέριο και παράγει διοξείδιο του άνθρακα. Η βιωσιμότητα της ηλεκτροκατάλυσης εξαρτάται από τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και για να είναι ανταγωνιστική στην αγορά, η ενέργεια πρέπει να είναι φθηνή.

«Το νερό είναι μια ανεξάντλητη πηγή υδρογόνου και η φωτοκατάλυση προσφέρει μια μέθοδο αξιοποίησης της άφθονης ηλιακής ενέργειας για παραγωγή υδρογόνου. Το οξείδιο του ρουθηνίου δεν είναι φθηνό, αλλά η ποσότητα που χρησιμοποιείται στον φωτοκαταλύτη μας είναι ελάχιστη. Για βιομηχανικές εφαρμογές, εάν ένας καταλύτης παρουσιάζει καλή σταθερότητα και αναπαραγωγιμότητα, το κόστος αυτής της μικρής ποσότητας οξειδίου του ρουθηνίου γίνεται λιγότερο σημαντικό», εξηγεί ο Στυλιανού. Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο Angewandte Chemie.

Με πληροφορίες από interestingengineering.com

ΜΕΤΑΦΡΑΣΗ - ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: ΣΥΝΤΑΚΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ RAWMATHUB.GR
rawmathub.gr linkedin newsletter subscription
foolwo rawmathub.gr on Google News
Image

Έγκυρη ενημέρωση για την αξιακή αλυσίδα των raw materials

NEWSLETTER