スケーラブルな太陽光燃料の生産のための浮遊ペロブスキート-BiVO₄装置

科学分野:

• 材料科学
• 再生可能エネルギー
• カタリシス

背景:

• 光電化学 (PEC) 人工葉は,太陽光燃料の生産のための統合光収穫と触媒を提供します.
• 現在のPEC装置は,脆弱で重い材料と堆積技術により,スケーラビリティと展開に制限があります.

研究 の 目的:

• 軽量でスケーラブルな人工葉を薄く柔軟な基板と保護性炭酸層を使って製造する.
• 費用対効果の高い太陽光燃料の生産の可能性を実証する.

主な方法:

• 鉛ハリドペロブスキット光学カトドの製造 インジウム亜鉛で覆われた柔軟なポリエチレンテレフタラート基板
• 水素と二酸化炭素の削減のためのプラチナと分子コバルトの触媒の統合.
• 1.7cm2と100cm2の装置の性能,安定性,スケーラビリティのテスト

主要な成果:

• プラチナ触媒で高い水素生成活性 (4,266 μmol H2 g−1 h−1) を達成した.
• 分子 Co 触媒を用いた CO2 減少のための高い CO:H2 選択性 (7.2) を実証した.
• 太陽光から燃料への効率は0.58% (H2) と0.053% (CO) でした.
• 100cm2のスケーラブルな装置は,より小さな同類のものと比較可能な性能と安定性 (~24h) を維持しました.
• 装置は泡の形成によって浮き上がり,水で屋外での試験を可能にしました.

結論:

• 軽量で柔軟なPEC人工葉は 太陽光燃料の生産に 拡張可能で展開可能な代替手段です
• 浮遊能力と軽量な設計により,オープンウォーターでの応用が可能になり,土地利用の競争が軽減されます.
• 開発されたシステムは,天然の葉や光触媒サスペンションに匹敵する活性を示しています.