Internationellt team av forskare inom nanoskalig kemi har tagit ett viktigt steg framåt i utvecklingen av hållbar och effektiv produktion av vätgas från vatten med hjälp av solenergi. I en internationell studie, ledd av Flinders University med samarbetspartners i Australien, USA och Tyskland, har en ny process för solceller identifierats som kan användas i framtida teknologier för fotokatalytisk vattenklyvning och produktion av grön vätgas.
Studien, som kombinerar en ny typ av katalysator från USA, utvecklad under ledning av professor Paul Maggard, visar att en kinetiskt stabil “core and shell” Sn(II)-perovskit-oxid kan fungera som en lovande katalysator för syreutvecklingsreaktionen, en kritisk process i produktionen av föroreningsfri vätgas.
Stabiliserande material öppnar nya möjligheter
Resultaten, som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Journal of Physical Chemistry C, kan bana väg för framtida teknologier som använder koldioxidfri energi i form av högpresterande och kostnadseffektiv elektrolys.
– Den här studien är ett viktigt steg framåt för att förstå hur dessa tennföreningar kan stabiliseras och vara effektiva i vatten, säger professor Gunther Andersson från Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology vid College of Science and Engineering.
– Vårt rapporterade material pekar på en ny kemisk strategi för att absorbera ett brett energispektrum från solljus och använda det för att driva bränsleproducerande reaktioner på materialets yta, tillägger professor Paul Maggard från Baylor Universitys institution för kemi och biokemi.
Utmaningar och framsteg med Sn(II)-föreningar
Tenn- och syreföreningar används redan i en rad tillämpningar, inklusive katalys, diagnostisk bildbehandling och medicinska behandlingar. Sn(II)-föreningar är dock reaktiva med vatten och syre, vilket kan begränsa deras tekniska användning.
Hållbar vätgas genom sol- och termisk energi
Lågutsläppsvätgas kan framställas från vatten genom elektrolys, där elektrisk ström klyver vatten i vätgas och syrgas. Alternativt kan termokemisk vattenklyvning användas, en process som kan drivas av koncentrerad solenergi eller spillvärme från kärnkraftverk.
Vätgas kan produceras från olika resurser, inklusive fossila bränslen som naturgas och biologisk biomassa. Dock beror miljöpåverkan och energieffektiviteten på hur vätgasen framställs.
Källa: Science Daily