Quy trình pin mặt trời mới thúc đẩy sản xuất hydro xanh
Một tiến bộ khác đã được thực hiện bởi các chuyên gia về hóa học quy mô nano để thúc đẩy sự phát triển hơn nữa của việc tạo ra hydro bền vững và hiệu quả từ nước sử dụng năng lượng mặt trời.
Trong một nghiên cứu hợp tác quốc tế mới - do Đại học Flinders dẫn đầu với các cộng tác viên ở Nam Úc, Mỹ và Đức - các chuyên gia đã xác định một quy trình pin mặt trời mới có khả năng được sử dụng trong các công nghệ tương lai để phân tách nước xúc tác quang trong sản xuất hydro xanh.
Kết hợp với chất xúc tác - được phát triển bởi nghiên cứu của Hoa Kỳ do Giáo sư Paul Maggard dẫn đầu - để phân tách nước, nghiên cứu cho thấy lớp vật liệu năng lượng mặt trời oxit "lõi và vỏ Sn (II)-perovskite" ổn định về mặt động học mới có thể là chất xúc tác tiềm năng cho phản ứng tiến hóa oxy quan trọng trong việc sản xuất năng lượng hydro không ô nhiễm trong tương lai.
Kết quả, được công bố trên Tạp chí Hóa lý C, mở đường cho sự xâm nhập sâu hơn nữa vào các công nghệ hydro "xanh" không carbon bằng cách sử dụng các dạng năng lượng không phát thải khí nhà kính với hiệu suất cao, giá cả phải chăng. Bài báo có tiêu đề "Cấu trúc electron hóa học và hóa trị của lõi và vỏ của vỏ nano oxit Sn(II)-Perovskite".
"Nghiên cứu mới nhất này là một bước tiến quan trọng trong việc tìm hiểu cách các hợp chất thiếc này có thể được ổn định và hiệu quả trong nước", tác giả chính Giáo sư Gunther Andersson, từ Viện Khoa học và Công nghệ Nano Flinders tại Đại học Khoa học và Kỹ thuật cho biết.
"Tài liệu được báo cáo của chúng tôi chỉ ra một chiến lược hóa học mới để hấp thụ dải năng lượng rộng của ánh sáng mặt trời và sử dụng nó để thúc đẩy các phản ứng sản xuất nhiên liệu trên bề mặt của nó", Giáo sư Paul Maggard, từ Khoa Hóa học và Hóa sinh tại Đại học Baylor cho biết thêm.
Các hợp chất thiếc và oxy này đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm xúc tác, chẩn đoán hình ảnh và thuốc điều trị. Tuy nhiên, các hợp chất Sn (II) phản ứng với nước và dioxy, có thể hạn chế các ứng dụng công nghệ của chúng.
Nghiên cứu quang điện mặt trời trên khắp thế giới đang tập trung vào việc phát triển các hệ thống tạo perovskite hiệu suất cao, hiệu quả về chi phí như một giải pháp thay thế cho silicon thông thường hiện có và các tấm pin khác.
Hydro phát thải thấp có thể được tạo ra từ nước thông qua điện phân (khi dòng điện tách nước thành hydro và oxy) hoặc tách nước nhiệt hóa, một quá trình cũng có thể được cung cấp năng lượng bằng năng lượng mặt trời tập trung hoặc nhiệt thải từ các lò phản ứng điện hạt nhân.
Hydro có thể được sản xuất từ các nguồn tài nguyên đa dạng bao gồm nhiên liệu hóa thạch như khí đốt tự nhiên và sinh khối sinh học, nhưng tác động môi trường và hiệu quả năng lượng của hydro phụ thuộc vào cách nó được sản xuất.
Các quy trình điều khiển bằng năng lượng mặt trời sử dụng ánh sáng như một tác nhân để sản xuất hydro và là một giải pháp thay thế tiềm năng để tạo ra hydro quy mô công nghiệp.
Nghiên cứu mới được xây dựng dựa trên công trình trước đó do Giáo sư Paul Maggard dẫn đầu, hiện đang làm việc tại Khoa Hóa học và Hóa sinh của Đại học Baylor ở Texas, và trước đây là Đại học Bang North Carolina.
Bài báo mới có ý kiến đóng góp của các chuyên gia của Đại học Flinders và Đại học Adelaide, bao gồm đồng tác giả Giáo sư Hóa học Greg Metha, người cũng tham gia vào việc khám phá hoạt động xúc tác quang của các cụm kim loại trên bề mặt oxit trong công nghệ lò phản ứng, và Đại học Münster ở Đức.
