Kiểm tra một bước đột phá mô hình mở ra chân trời mới cho sản xuất nhiên liệu năng lượng mặt trời hydro

Kiểm tra một bước đột phá mô hình mở ra chân trời mới cho sản xuất nhiên liệu năng lượng mặt trời hydro

    Kiểm tra một bước đột phá mô hình mở ra chân trời mới cho sản xuất nhiên liệu năng lượng mặt trời hydro
    bởi Ben-Gurion University of the Negev

    A paradigmatic breakthrough that opens new horizons for hydrogen solar fuel production
    Phép đo vôn kế và phóng điện catốt của quang điện tử hematit pha tạp chất Zn dị trục. (a) Phép đo vôn kế quét tuyến tính (LSV) trong các điều kiện tối (tím), sáng (đen) và ánh sáng cắt nhỏ (xám). Sóng phóng điện catốt thu được đối với Uint, 3 = 1,33 VRHE (b) được phủ màu xanh lam. (b) Các phép đo phóng điện catốt (CDM) cho ba điện thế trung gian (Uint) trong giai đoạn thứ ba, như được chỉ ra trong bảng trên cùng. Các điện thế tương ứng cũng được đánh dấu trong (a). Bảng trên cùng hiển thị tiềm năng được áp dụng trong các giai đoạn khác nhau của phép đo và bảng dưới cùng hiển thị phản ứng hiện tại đối với những thay đổi về độ chiếu sáng và điện thế áp dụng. Ảnh: Khoa học Năng lượng & Môi trường (2022). DOI: 10.1039 / D1EE03953A


    Tách nước để sản xuất nhiên liệu hydro xanh hiện nay có hai hạn chế: Tốn nhiều thời gian và năng lượng. Nhà vật lý môi trường thuộc Đại học Ben-Gurion thuộc Negev, Giáo sư Arik Yochelis và Technion - Nhà khoa học vật liệu của Viện Công nghệ Israel, Giáo sư Avner Rothschild đã có một quyết định khác và tin rằng họ đã xác định được những con đường mới có thể tăng tốc quá trình xúc tác dự kiến ​​sẽ giảm đã đầu tư chi phí năng lượng điện đáng kể.

    Quá trình tách nước được hỗ trợ bởi năng lượng mặt trời (tức là quang điện hóa) làm giảm lượng năng lượng điện đầu tư cần thiết để phá vỡ các liên kết hóa học trong phân tử nước để tạo ra hydro và oxy.

    Quá trình tiến hóa oxy đòi hỏi phải chuyển bốn electron để tạo ra một phân tử oxy (O2) và hai phân tử hydro (H2). Theo mô hình hiện tại, các electron đó di chuyển lần lượt theo một trình tự bốn bước trên một vị trí phản ứng nguyên tử, điều này làm cho phản ứng hóa học trở nên khó khăn về mặt năng lượng.

    Tuy nhiên, GS. Yochelis và Rothschild đã chỉ ra cả về mặt lý thuyết và thực nghiệm một mô hình mới mà theo đó hai điện tử có thể được chuyển đồng thời tại các vị trí phản ứng khác nhau, làm giảm các rào cản năng lượng đối với quá trình tiến hóa oxy.

    Ban đầu họ gặp rắc rối bởi các thí nghiệm không phù hợp với mô hình hiện có và vì vậy họ bắt đầu tìm kiếm một cơ sở lý luận khác.

    Phát hiện của họ đã được công bố trên Tạp chí Năng lượng & Khoa học Môi trường.

    "Nghiên cứu của chúng tôi làm thay đổi hiểu biết chung trong cộng đồng khoa học về cơ chế xúc tác cho quá trình tiến hóa oxy, một phản ứng trung tâm và quan trọng thể hiện sự tắc nghẽn trong việc sản xuất hydro từ nước. Bằng cách kết hợp kiến ​​thức và kinh nghiệm từ hai lĩnh vực khác nhau, chúng tôi đã chỉ ra rằng phản ứng xúc tác phức tạp hơn mọi người nghĩ. "

    Giáo sư Rothschild nói: “Hy vọng rằng sự hiểu biết mới này sẽ dẫn đến những đột phá bổ sung trong phát triển vật liệu và các quy trình mới để tạo ra nhiên liệu sạch từ các nguồn tài nguyên tái tạo nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình chuyển đổi sang net-zero.

    "Hơn và trên cả đóng góp khoa học của nghiên cứu, cần nhấn mạnh tầm quan trọng của phương pháp tiếp cận đa ngành và sự hợp tác khi xử lý các hệ thống phức tạp, như hệ thống năng lượng. sẽ không xảy ra. Đó là một bài học cho tất cả chúng ta, sự hợp tác thẳng thắn sẽ luôn mang lại những giải pháp sáng tạo cho những vấn đề đầy thách thức ", GS Yochelis cho biết thêm.

    Zalo
    Hotline