โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

การพัฒนาสีย้อมติดเหล็กสามารถนำไปสู่การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ถูกกว่าและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

Anonim

นักวิจัยจาก Lund University ในสวีเดนได้ค้นพบวิธีใหม่ในการดักจับพลังงานจากแสงแดดโดยใช้โมเลกุลที่ประกอบด้วยธาตุเหล็ก ผลการวิจัยได้นำเสนอในฉบับล่าสุดของ Nature Chemistry ความหวังคือการพัฒนาโปรแกรมประยุกต์พลังงานแสงอาทิตย์ที่มีประสิทธิภาพและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

การโฆษณา


พลังงานแสงอาทิตย์เป็นทรัพยากรที่ไม่รู้จักเหนื่อยที่เราใช้อยู่ในปัจจุบันในขอบเขตที่ จำกัด มากเท่านั้น นักวิจัยทั่วโลกกำลังพยายามหาวิธีใหม่และมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการใช้พลังงานในแสงแดด

เทคนิคที่นักวิจัยใน Lund กำลังพัฒนาคือเซลล์แสงอาทิตย์ที่ประกอบด้วยฟิล์มไททาเนียมไดออกไซด์ที่เคลือบด้วยนาโนและสารตัวยับยั้งการใช้พลังงานแสงอาทิตย์ วันนี้เซลล์แสงอาทิตย์ที่ดีที่สุดของสีย้อมติดชนิดนี้มีโลหะรูเทเนียมซึ่งเป็นธาตุที่หายากมากและมีราคาแพง

นักวิจัยหลายคนพยายามที่จะทดแทน ruthenium ด้วย iron แต่ไม่ประสบความสำเร็จความพยายามครั้งก่อน ๆ ทั้งหมดนี้ส่งผลให้โมเลกุลที่แปลงพลังงานแสงเป็นความร้อนแทนที่จะเป็นอิเล็กตรอนซึ่งเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ในการสร้างกระแสไฟฟ้า Villy Sundströmศาสตราจารย์ด้านเคมีกล่าว ฟิสิกส์ที่ Lund University

นักวิจัยจากภาควิชาเคมีในเมือง Lund ในความร่วมมือกับ Uppsala University ได้ผลิตสารย้อมสีที่มีความสามารถในการแปลงแสงเป็นอิเล็กตรอนได้เกือบ 100%

Kenneth Wärnmark, ศาสตราจารย์เคมีอินทรีย์ที่มหาวิทยาลัย Lund กล่าวว่า "ประโยชน์ของการใช้เหล็กคือองค์ประกอบที่พบได้ทั่วไปในธรรมชาติซึ่งสามารถให้การใช้พลังงานแสงอาทิตย์ที่ประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมในอนาคต"

นักวิจัยสามารถที่จะทำความเข้าใจในรายละเอียดเกี่ยวกับแนวคิดการออกแบบที่จำเป็นสำหรับโมเลกุลของเหล็กในการทำงานด้วยการรวมการทดลองด้วยการจำลองคอมพิวเตอร์ขั้นสูง ความรู้นี้กำลังถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาสีย้อมที่ใช้เหล็กต่อไป จำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมก่อนที่ย้อมสีเซลล์แสงอาทิตย์ใหม่สามารถใช้ในทางปฏิบัติได้ แต่มีความหวังสูง

ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าเซลล์แสงอาทิตย์ที่ขึ้นอยู่กับวัสดุเหล่านี้สามารถใช้งานได้อย่างน้อยที่สุดเท่าที่มีอยู่ในปัจจุบันซึ่งใช้โลหะเรซินหรือโลหะหายากอื่น ๆ Villy Sundströmกล่าว

การค้นพบนี้ยังสามารถนำไปสู่การวิจัยเกี่ยวกับเชื้อเพลิงจากแสงอาทิตย์เช่นในการสังเคราะห์แสงของพืชน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้กลายเป็นโมเลกุลที่อุดมด้วยพลังงานเช่นพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยแสงแดด

"เราคิดว่าโมเลกุลของธาตุเหล็กตัวใหม่นี้สามารถกระตุ้นปฏิกิริยาเคมีที่สร้างพลังงานแสงอาทิตย์ได้" Kenneth Wärnmarkกล่าว

นักวิจัยได้ศึกษาการพัฒนาสารยับยั้งเซลล์แสงอาทิตย์จากเหล็กเป็นเวลาสามปีและรู้สึกประหลาดใจว่าพวกเขาได้พบสีย้อมที่สามารถจับภาพแสงแดดได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่านี้

"การบรรลุความสำเร็จในการวิจัยมักใช้เวลานานกว่าที่เราหวังและเชื่อ" นาย Villy Sundströmกล่าวและกล่าวต่อไปว่า "ครั้งหนึ่งมันเป็นสิ่งที่ตรงกันข้าม!"

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุที่จัดเตรียมโดย Lund University หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Tobias CB Harlang, Yizhu Liu, Olga Gordivska, Lisa A. Fredin, Carlito S. Ponseca, Ping Huang, Pavel Chábera, Kasper S. Kjaer, Helena Mateos, Jens Uhlig, Reiner Lomoth, Reine Wallenberg, Stenbjörn Styring, Petter Persson, Villy Sundström, Kenneth Wärnmark เครื่องไวแสงจะแปลงแสงเป็นอิเล็กตรอนที่ให้ผลผลิต 92% เคมีทางธรรมชาติ, 2015; DOI: 10.1038 / nchem.2365