Вчені досягли рекордного ККД штучного фотосинтезу водню, використовуючи сонячне світло.
Вченим з Ізраїлю вдалося подвоїти свої попередні досягнення та отримати максимальний ККД перетворення води на зелене паливо з використанням сонячної енергії. Підвищивши отриманий показник на 20-30%, вдасться зробити штучний фотосинтез водню вигідним в фінансовому плані для його активного використання в промислових масштабах.
Команда ізраїльських науковців відвідала засідання Американського хімічного суспільства, де і презентувала фотокаталізатор, використання якого допоможе трансформувати воду на водневе паливо при умові використання сонячного світла.
Працювати над проектом вчені почали ще у 2016 році. Тоді ними була розроблена гетероструктура з сферичними квантовими точками, виготовленими з кадмію-селеніду, яка була поміщена в стрижень сульфіду кадмію. Його частинки притягували позитивні заряди, у той час, коли негативні накопичувались на кінці стрижня, де знаходилися елементи платини. Таким чином вдалося досягти стовідсоткового показника коефіцієнта корисної дії.
Не дивлячись на такий успіх, цього було недостатньо для прориву. Для повноцінної роботи фотокалістична система повинна підтримувати не лише реакцію відновлення, а й окислення, здійснення якої відбувається в кілька етапів і є достатньо складним процесом. Крім цього, її побічні продукти негативно впливають на півпровідник, знижуючи його стабільність. У зв’язку з цим група вчених вирішила поекспериментувати та спробувала використовувати нове з’єднання бензиламіну. Тоді і дізналися, що цілком можливо не тільки виробляти водень зі звичайної води, а й перетворювати бензиламін у бензальдегід.
Під час дослідження розробники зробили справжню конверсію енергії сонця в зелене паливо, трансформувавши фотокаліз в фотосинтез. Фотокалістична система перетворила сонячну енергію у хімічні зв’язки, які можуть зберігатися з коефіцієнтом конверсії сонячної енергії в хімічну на рівні 4,2%. Таким чином це стало новим рекордом в галузі фотокалізу, який вдвічі кращий за попередньо зареєстрований результат.
Американським Міністерством енергетики була встановлена межа практичної можливості реалізації технології виробництва водню за допомогою фотокалізу на рівні 5-10%, проте команда сподівається, що їм вдасться підвищити отриманий показник ще на 20-30%. Тому, за словами вчених, зараз вони знаходяться на порозі досягнення економічної вигідності прямого перетворення сонячної енергії у зелене паливо.
У цілях максимального збільшення продуктивності процесу, командою було прийняти рішення скористатися допомогою штучного інтелекту, який буде шукати нові з’єднання з високими показниками сонячно-хімічного перетворення. Вчені впевнені, що у світі є матеріал, який відрізнятиметься більшою ефективністю, порівняно з бензиламіном і невдовзі вони це знайдуть,зробивши справжній прорив у сфері зеленої енергетики.
Читайте найцікавіші еконовини АРТ-ЕНЕРГО в Telegram та Фейсбуці