Solar Energy Harvesting lahko dobite bolj učinkovito zahvaljujoč vlažnim zlatim kroglicam

Klobčičaste, nanometrske krogle zlata, podobne oblike, kot je puhovka - in jih poganja samo sončna svetloba - so uspešno razdelile vodo na kisik in vodik, ki sta potrebna za gorivne celice. Če bi se ta tehnologija lahko prilagajala, bi lahko nova tehnologija privedla do metod za pridobivanje sončne energije, ki bi jih bilo lažje shraniti za kasnejšo uporabo, kar bi omogočilo, da se sooči z nihanji v povpraševanju po energiji, ki so doslej povzročali tehnologije obnovljive energije, kot so sončna in vetrna energija.

Majhne zlatne kroglice so prevlečene z ultra tanko plastjo titanovega oksida, ki deluje kot katalizator na vodnih molekulah. Najprej se z infrardečo in vidno sončno svetlobo zlato pretvori v elektrone, nato pa se ti visoko koncentrirani elektroni prenesejo v titanov sloj, da se voda razdeli na vodikov plin in kisik. Pred to metodo se je postopek lahko izvedel le z ultravijolično svetlobo, ki je delovala na težjih, neučinkovitih titanovih in zlatih katalizatorjih.

"Da bi ustvarili to UV svetlobo, da jo nato izpostavimo katalizatorju, je drago," pravi Laura Fabris, inženirka znanosti o materialih na Univerzi Rutgers v New Brunswicku. Inverse. "Po drugi strani pa, če ga želite osvetliti s sončno svetlobo, je le neučinkovita - to je le 5 odstotkov sončne svetlobe."

Raziskave Fabrisa, objavljene danes v reviji Chem, rešuje to vprašanje tako, da posebej oblikuje obliko ali morfologijo zlatih nanodelcev, prevlečenih s titanom, da pobere širši razpon valovnih dolžin v sončni svetlobi.

»Če se razširite na infrardečo ali celo na dele vidnega spektra, tako da prilagodite morfologijo, boste imeli veliko bolj učinkovit in poceni proces, ki ima nižji odtis na okolju,« pravi.

Delci so morali biti spiky iz dveh razlogov. Prvič, ker so konice služile kot dobra antena za skoraj infrardeče sevanje, ki je širok del sončnega spektra. Drugi razlog, je pojasnila, je, da so trni omogočili raziskovalcem, da usmerijo velik volumen elektronov proti koničastim konicam, zaradi česar so elektroni lažje migrirali v titan.

Fabris pravi, da sta ju in njeno ekipo že testirali na veliki seriji. Predstavljajte si nekaj takega, kot da se kadi teh zlatih nanosfer, ki se neprestano mešajo v vodi, tako da je vsak del njihove površine v stiku z molekulami vode in sončnimi žarki.

Toda tudi preizkušajo več oblik za njih, v upanju, da bodo našli nekaj, ki absorbirajo še več spektra sončnega obsevanja.

"Imamo še eno obliko delcev," pravi Fabris, "ki ima samo šest ali sedem konic, in lahko nastavimo dolžino teh konic od 70 do 100 nanometrov, kar je odlično."

»Načeloma lahko ustvarite material, ki absorbira vso sončno svetlobo.«

Material, ki absorbira vse sončna svetloba bi bila daleč, veliko bolj učinkovita od tistih, ki jih imamo zdaj, ki lahko absorbirajo le 5 odstotkov, ki obsegajo UV del spektra - ali celo, resnično, teh novih zlatih nanosfer, ki lahko absorbirajo nekaj svetlobe od 55 odstotkov sončna svetloba, ki obsega infrardeči spekter in preostalih 43 odstotkov, ki je vidna svetloba. Danes je članek skupine v Chem poroča, da se je proizvodnja hidrdogena povečala za 7-krat v primerjavi s starejšim, UV-katalizatorjem. Skratka, te majhne zlatne kroglice bi lahko resnično zvišale (zamahnile) proti varnejši energetski prihodnosti. (Odpusti mi.)

Torej: Razmislite o donaciji svojega zlata Lauri Fabris. Hvala vam.