可扩展太阳能燃料生产的浮动矿-BiVO装置
Virgil Andrei1,2, Geani M Ucoski1, Chanon Pornrungroj1
1Yusuf Hamied Department of Chemistry, University of Cambridge, Cambridge, UK.
Nature
|August 17, 2022
概括
研究人员开发了一种轻量级的浮动人工叶子, 这些灵活的设备结合了光采集和催化,为太阳能燃料发电提供了可扩展和成本效益的解决方案.
科学领域:
- 材料科学
- 可再生能源
- 催化剂
背景情况:
- 光电化学 (PEC) 人造叶子为太阳能燃料生产提供综合光采集和催化.
- 由于脆弱,重型材料和沉积技术,目前的PEC设备在可扩展性和部署方面面临限制.
研究的目的:
- 使用薄而柔软的基板和保护性碳层制造轻量级的可扩展的人造叶子.
- 展示具有成本效益和可部署的太阳能燃料生产潜力.
主要方法:
- 在氧化覆盖的柔性聚乙烯二甲酸基板上制造氧化二甲酸光阴管.
- 和分子催化剂的整合用于减少和二氧化碳.
- 测试1.7厘米和100厘米设备的性能,稳定性和可扩展性.
主要成果:
- 通过催化剂实现了高生成活性 (4,266μmol H2g-1h-1).
- 使用分子 Co 催化剂,证明了高的 CO:H2 选择性 (7.2).
- 显示了0.58% (H2) 和0.053% (CO) 的无助太阳能燃料效率.
- 可扩展的100厘米设备保持了与较小的同类产品相比的性能和稳定性 (约24小时).
- 由于气泡形成, 设备漂浮, 允许在水中进行室外测试.
结论:
- 轻量级,灵活的PEC人工叶片为太阳能燃料生产提供了可扩展和可部署的替代方案.
- 漂浮能力和轻量级设计使得潜在的开放水域应用成为可能,减少了土地使用竞争.
- 开发的系统表现出与天然叶子和光催化悬浮剂相比较的活性.
