+86-757-8128-5193

ข่าว

หน้าหลัก > ข่าว > เนื้อหา

TMDC Nanoflakes สร้างเซลล์สุริยะแบบใหม่

ทังสเตน diselenide nanoflakes สามารถใช้เพื่อเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ทางเคมีเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ในของเหลวอิออน นี่คือการค้นพบใหม่จากนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ในชิคาโกซึ่งอุปกรณ์ "สังเคราะห์แสง" ทำงานโดยใช้แสงแดดเพียงอย่างเดียว สามารถใช้เซลล์แสงอาทิตย์ประเภทใหม่เพื่อลดคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศและผลิตเชื้อเพลิงได้ในเวลาเดียวกัน


ในทางกลับกันการลด CO 2 ในทางไฟฟ้าอาจเป็นวิธีที่ดีในการรีไซเคิลก๊าซเรือนกระจกกลับเข้าสู่เชื้อเพลิง อย่างไรก็ตามตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีอยู่สำหรับปฏิกิริยานี้ไม่มีประสิทธิภาพมากนัก

ทีมที่นำโดย Amin Salehi-Khojin   ขณะนี้ได้ทดสอบประสิทธิภาพของวัสดุ 2D ซึ่งเรียกว่า dichlorogenides โลหะการเปลี่ยนแปลง (TMDCs) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับปฏิกิริยานี้ นักวิจัยได้จับคู่วัสดุกับของเหลวไอออนิกเป็นอิเลคโตรไลต์ภายในเซลล์ไฟฟ้าไฟฟ้าแบบสามขั้ว

ทังสเตน diselenide ทำให้ใบเทียม

พวกเขาพบว่าทังสเตน diselenide เป็นสิ่งที่ดีที่สุดและในรูปของ nanoflake มีประสิทธิภาพสูงกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแบบเป็นกลุ่ม (เช่นเงิน) โดยมีค่าเท่ากับ 60 นอกจากนี้ยังพบว่าทังสเตน diselenide อย่างน้อยสองเท่าและสารประกอบนาโนฟลายอื่น ๆ ที่ทำการวิเคราะห์ นอกจากนี้ยังเป็นครั้งที่ 20 ถูกกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาเงิน

ทีมงานได้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อสร้างใบประดิษฐ์ซึ่งทำจากเซลล์สุริยะสามเซลล์ที่มีขนาด 18 ซม. 2 เพื่อให้ได้แสงสว่าง ตัวเร่งปฏิกิริยาทังสเตน diselenide และไอออนิกเหลวทำขึ้นแคโทดในเซลล์ขณะที่โคบอลต์ออกไซด์ในอิเล็กโทรไลต์โพแทสเซียมฟอสเฟตสร้างขึ้นเป็นขั้วบวก

เลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์แสง

"ใบเทียมนี้เลียนแบบกระบวนการสังเคราะห์แสง" Salehi-Khojin อธิบาย "ในใบจริง CO 2 ถูกเปลี่ยนเป็นน้ำตาล แต่ในใบของเราจะเปลี่ยนเป็นก๊าซซินเจน" Syngas หรือก๊าซสังเคราะห์เป็นส่วนผสมของก๊าซไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์และสามารถเผาไหม้ได้โดยตรงในกังหันก๊าซและซิงเจน หรือเปลี่ยนเป็นน้ำมันดีเซลหรือเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ ที่มีความหนาแน่นสูงเช่นแนฟทา Salehi-Khojin กล่าวว่าเขาและเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อผลิตน้ำตาลหรือไฮโดรคาร์บอนได้โดยตรง

นักวิจัยได้วัดกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาต่อพื้นที่ที่มีการใช้งานอยู่บนใบประดิษฐ์ของตนเมื่อสัมผัสกับแสงที่ 100 W / cm 2 นี่คือความเข้มเฉลี่ยของแสงแดดที่มายังพื้นผิวโลก Syngas ผลิตที่ขั้วลบและมีออกซิเจนและไอออนของไฮโดรเจนอิสระที่เกิดขึ้นที่ขั้วบวก ไฮโดรเจนไอออนกระจายผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ไปยังด้านแคโทดเพื่อเข้าร่วมในปฏิกิริยาลดคาร์บอนไดอ็อกไซด์

ฟาร์มพลังงานแสงอาทิตย์

"ปฏิกิริยานี้ดีกว่า 1000 เท่าของอนุภาคนาโนเงินและ 60 ครั้งดีกว่างานก่อนหน้าของเราที่ดำเนินการเกี่ยวกับ disulphide โมลิบดีนัม" Salehi-Khojin บอก nanotechweb.org "ยิ่งไปกว่านั้นประสิทธิภาพการแปลงพลังงานจากแสงอาทิตย์สู่น้ำมันคือ 4.6% ซึ่งเพิ่มขึ้น 2.5% จากระบบเดิม"

ใบประดิษฐ์ดังกล่าวอาจถูกนำมาใช้เพื่อทำฟาร์มสุริยะข้างโรงไฟฟ้าเคมีและโรงไฟฟ้าเพื่อแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากก๊าซไอเสียเป็นเชื้อเพลิงโดยใช้พลังงานจากดวงอาทิตย์เขากล่าวเสริม "ด้วยวิธีนี้เราสามารถแก้ไขได้ไม่เพียง แต่ CO 2 เท่านั้น แต่ยังเก็บพลังงานของดวงอาทิตย์ไว้ในรูปของพันธะเคมีซึ่งเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการจัดเก็บพลังงานนี้"

ทีมงานของรัฐอิลลินอยส์รายงานว่างานวิจัยของกระทรวงวิทยาศาสตร์ ( Science DOI: 10.1126 / science.aaf4767 ) มี ความหวังว่าจะขยายระบบของตนในความร่วมมือกับภาคอุตสาหกรรมและได้ยื่นขอสิทธิบัตรชั่วคราวแล้ว


ผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้อง