Возобновляемое топливо из углекислого газа с помощью солнечной энергии

Исследователи из Университета Линчепинга, Швеция (LiU), пытаются преобразовать углекислый, парниковый газ, в топливо, использующее энергию солнечного света.

Последние результаты показали, что их метод можно использовать для селективного производства метана, окиси углерода или муравьиной кислоты из углекислого газа и воды. Исследование было опубликовано в ACS Nano.

Преобразование углекислого газа в топливо

Растения преобразуют углекислый газ и воду в кислород и высокоэнергетические сахара, которые они используют в качестве "топлива" для роста. Они получают свою энергию из солнечного света. Цзянву Сунь и его коллеги из Университета Линчёпин пытаются имитировать эту реакцию, известную как фотосинтез, используемый растениями для улавливания углекислого газа из воздуха и преобразования его в химические виды топлива, такие как метан, этанол и метанол. В настоящее время этот метод находится на стадии исследования, и долгосрочной целью ученых является эффективное преобразование солнечной энергии в топливо.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

"Преобразовывая углекислый газ в топливо с помощью солнечной энергии, этот метод может способствовать развитию возобновляемых источников энергии и снизить влияние сжигания ископаемого топлива на климат", - говорит Цзянву Сунь, старший преподаватель кафедры физики, химии и биологии Университета Линчёпинга.

Графен - один из самых тонких существующих материалов, состоящий из одного слоя атомов углерода. Он эластичен, упруг, проницаем для солнечного света и является хорошим проводником электричества. Такое сочетание свойств гарантирует, что графен имеет потенциал для использования в таких областях, как электроника и биомедицина. Но сам по себе графен не подходит для применения в области преобразования солнечной энергии, к которому стремятся исследователи LiU, поэтому они объединили графен с полупроводниковым карбидом кремния кубической формы (3C-SiC).

Ученые из Университета Линчепинга ранее разработали ведущий в мире метод выращивания графена на основе кубического карбида кремния, состоящего из углерода и кремния. При нагревании карбида кремния кремний испаряется, а атомы углерода остаются и восстанавливаются в виде слоя графена. Ранее исследователями была доказана возможность контролируемого размещения друг над другом до четырех слоев графена.

Они объединили графен и кубический карбид кремния для разработки фотоэлектрода на основе графена, который сохраняет способность кубического карбида кремния улавливать энергию солнечного света и создавать носители заряда. Графен функционирует как проводящий прозрачный слой, защищая при этом карбид кремния.

Производительность графеновой техники контролируется несколькими факторами, важным из которых является качество интерфейса между графеном и полупроводником. Ученые подробно рассмотрели свойства этого интерфейса. Они показали в статье, что могут адаптировать слои графена на карбиде кремния и контролировать свойства фотоэлектрода на основе графена. Таким образом, преобразование углекислого газа становится более эффективным, в то же время улучшается стабильность компонентов.

Разработанный исследователями фотоэлектрод можно комбинировать с катодами различных металлов, таких как медь, цинк или висмут. Различные химические соединения, такие как метан, окись углерода и муравьиная кислота, могут избирательно образовываться из углекислого газа и воды путем выбора подходящих катодов.

"Самое главное, мы продемонстрировали, что можем использовать солнечную энергию для контроля над преобразованием углекислого газа в метан, угарный газ или муравьиную кислоту", - говорит Цзяньву Сунь.

Метан используется в качестве топлива в транспортных средствах, приспособленных к использованию газообразного топлива. Окись углерода и муравьиная кислота могут быть либо переработаны таким образом, чтобы они могли функционировать в качестве топлива, либо использованы в промышленности". опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet