โพสต์ยอดนิยม

ตัวเลือกของบรรณาธิการ - 2019

นักวิจัยพัฒนาวัสดุเพื่อสร้างแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน

Anonim

นักวิจัยของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐฟลอริดาได้ค้นพบวัสดุเทียมที่เลียนแบบการสังเคราะห์แสงและอาจสร้างแหล่งพลังงานที่ยั่งยืน

การโฆษณา


ใน วารสารเคมีฟิสิกส์ ศาสตราจารย์ Jose L. Mendoza-Cortes ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมี Jose L. Mendoza-Cortes ได้อธิบายว่าวัสดุชนิดใหม่นี้มีประสิทธิภาพในการจับแสงแดดและพลังงานที่สามารถนำมาใช้ในการทำลายน้ำในออกซิเจน (O2) และไฮโดรเจน (H2) ได้อย่างไร กระบวนการนี้เรียกว่าการเกิดออกซิเดชันและเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นในระหว่างการสังเคราะห์แสงเมื่อพืชใช้แสงเพื่อแบ่งน้ำและคาร์โบไฮเดรตซึ่งเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับโรงงาน

การค้นพบของเขาก่อให้เกิดโอกาสใหม่ ๆ ที่น่าสนใจสำหรับกระบวนการนี้ที่สามารถนำมาใช้ในการปลอมแปลงแหล่งพลังงานใหม่ ๆ ในรูปแบบคาร์บอนไดอ็อกไซด์ อาจเป็นไฮโดรเจนที่สามารถขนส่งไปยังสถานที่อื่น ๆ และถูกเผาเป็นเชื้อเพลิงได้

Mendoza-Cortes กล่าวว่า "ในทางทฤษฎีนี้น่าจะเป็นแหล่งพลังงานที่พึ่งตนเอง" บางทีในอนาคตคุณสามารถใส่วัสดุนี้ลงบนหลังคาของคุณและมันอาจเปลี่ยนน้ำฝนเป็นพลังงานด้วยความช่วยเหลือของดวงอาทิตย์

แต่แตกต่างจากแหล่งพลังงานอื่น ๆ ซึ่งจะไม่ส่งผลเสียต่อสิ่งแวดล้อม

"คุณจะไม่สร้างก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์หรือของเสีย" เขากล่าว เมนโดซาคอร์เทสนักเคมีด้านทฤษฎีและด้านคอมพิวเตอร์กล่าวว่าความท้าทายที่เขาเผชิญอยู่คือการออกแบบสิ่งที่ไม่เป็นสนิมจากกระบวนการของการพังทลายของน้ำที่ติดอยู่กับพลังงานและไม่แพงมากนัก เมื่อต้องการทำเช่นนี้เขาเริ่มพัฒนาวัสดุหลายชั้นจากแมงกานีสออกไซด์หรือที่เรียกกันทั่วไปว่า birnessite

แต่สิ่งที่น่าตื่นเต้นเกิดขึ้นเมื่อ Mendoza-Cortes และทีมงานของเขาปอกเปลือกเลเยอร์ของวัสดุเพื่อให้ชั้นของวัสดุเหลือเพียงชิ้นเดียว - มันเริ่มดักจับแสงในอัตราที่รวดเร็วยิ่งขึ้น

ในแง่เทคนิคเปลี่ยนจากช่องว่างทางช่องว่างทางอ้อมเป็นช่องว่างตรงวงหนึ่ง

แสงที่มีพลังงานภาพสามารถเจาะช่องว่างทางอ้อมได้ง่ายมากขึ้นโดยไม่ต้องถูกดูดซึมและใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่น ตัวอย่างเช่นซิลิคอนเป็นวัสดุที่มีช่องว่างทางอ้อมมากที่สุดที่รู้จักกันทั่วไป แต่เพื่อให้วัสดุมีประสิทธิภาพซิลิคอนเซลล์แสงอาทิตย์มักซ้อนกันและมีความหนาหลายร้อยไมโครเมตร หากพวกเขามีทินเนอร์เบาเพียงแค่จะผ่านพวกเขา

การสร้างวัสดุชั้นเดียวที่สามารถดักจับแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพเป็นผลที่น่าพอใจมากเพราะเป็นเรื่องง่ายและราคาถูกกว่าในการผลิต

"นี่คือเหตุผลที่การค้นพบช่องว่างของช่องว่างทางตรงนี้เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมาก" เมนโดซาคอร์เทสกล่าว "ราคาถูกมันมีประสิทธิภาพและคุณไม่จำเป็นต้องมีปริมาณมากพอที่จะจับภาพแสงแดดพอที่จะสร้างเชื้อเพลิงได้"

การโฆษณา



เรื่องราวที่มา:

วัสดุจาก มหาวิทยาลัยแห่งรัฐฟลอริดา หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว


Journal Reference :

  1. Kevin P. Lucht, Jose L. Mendoza-Cortes Birnessite: แมงกานีสออกไซด์แบบเลย์เอาท์เพื่อจับแสงแดดสำหรับการแยกตัวของน้ำ วารสารเคมีกายภาพ C, 2015; 119 (40): 22838 DOI: 10.1021 / acs.jpcc.5b07860