Connect with us

Hi, what are you looking for?

urban-blog.ru

Компьютеры и гаджеты

Защитный слой TiO₂ увеличивает срок службы фотоэлектродов, используемых в солнечном производстве водорода

Защитный слой TiO₂ увеличивает срок службы фотоэлектродов, используемых в солнечном производстве водорода

Коммерциализация технологии производства экологически чистого солнечного водорода близка к реализации благодаря разработке нового защитного материала, который значительно увеличивает срок службы фотоэлектродов — ключевого компонента технологии.

Профессор Джунгки Рю из Школы энергетики и химической инженерии UNIST в сотрудничестве с профессором Дэвидом Тилли из Цюрихского университета (UZH) в Швейцарии создали защитный слой, который существенно повышает долговечность фотоэлектродов на основе оксидов металлов, используемых при производстве солнечного водорода.

Фотоэлектрическое производство водорода использует солнечный свет для получения водорода посредством электрохимического разложения воды. Этот процесс основан на фотоэлектроде, который поглощает солнечную энергию для запуска реакций, которые разделяют молекулы воды на водород и кислород. В частности, когда солнечный свет освещает фотоэлектрод, он запускает электрохимические реакции, которые способствуют разделению воды на ее составные элементы, в конечном итоге производя водород.

Однако серьезной проблемой этой технологии является коррозия фотоэлектродов во время окисления воды, что подчеркивает критическую необходимость в эффективных защитных материалах до коммерциализации. Хотя фотоэлектроды на основе оксидов металлов являются экономически эффективными, прогресс в их разработке отстает из-за отсутствия подходящих защитных слоев.

Исследовательская группа решила эту проблему, включив полиэтилениминовый полимер (ПЭИ) в диоксид титана (TiO 2 ), традиционно используемый для защиты дорогостоящих полупроводниковых фотоэлектродов. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Этот инновационный защитный слой эффективно блокирует электроны — отрицательно заряженные частицы, образующиеся при поглощении света, — и в то же время выборочно позволяет дыркам — положительно заряженным частицам — способствовать реакциям окисления воды, тем самым повышая производительность фотоанодов и предотвращая коррозию.

При применении к фотоанодам BiVO 4 новый защитный слой обеспечивал стабильные реакции разложения воды в течение более 400 часов при высокой плотности тока 2,03 мА/см². Это представляет собой значительное улучшение стабильности по сравнению с ухудшением производительности, наблюдаемым в фотоэлектродах без защитных слоев, которые обычно выходят из строя в течение пяти часов. Плотность тока служит индикатором эффективности фотоэлектрода.

Кроме того, этот усовершенствованный защитный слой универсален и может использоваться с различными фотоэлектродами на основе оксидов металлов, включая оксид железа (Fe2O3).

Профессор Рю прокомментировал: «Это исследование представляет собой значительный прорыв в разработке недорогой и высокостабильной технологии разложения солнечной воды. Ожидается, что оно будет способствовать прогрессу в других фотоэлектрохимических элементах, которые производят ценные ресурсы из солнечной энергии».

Защитный слой TiO₂ увеличивает срок службы фотоэлектродов, используемых в солнечном производстве водорода

В тренде

You May Also Like

Компьютеры и гаджеты

Способность измерять и отслеживать температуры и температурные изменения в крошечных масштабах — внутри ячейки или в микро- и наноэлектронных компонентах — может оказать влияние...

Путешествия и туризм

Десять самых востребованных гостиниц в Новосибирске по запросу РБК Новосибирск назвали в сервисе бронирования «Яндекс.Путешествия». В перечень популярных отелей вошли только подтвержденные и оплаченные...

Путешествия и туризм

Огромное колесо обозрения Seoul Twin Eye высотой 220 метров, без спиц, планируют построить к 2028 году в Южной Корее. Фото необычного аттракциона опубликовало издание...

Путешествия и туризм

Полетная программа на Маврикий из России, ранее заявленная «Аэрофлотом» до 30 марта 2024 года, продлевается до мая. Об этом сообщили в АТОР. За прошедший...

Copyright © 2025 Обратная связь info@gototop.ee