Alternativ Energia www.alternativenergia.hu
Kapcsolódó cikkek
Rövidebb út az energiatároláshoz: egy új anyagnak csak fényre van szüksége ahhoz, hogy vízből kinyerje a sokoldalú energiahordozót, a hidrogént.
A német kutatók által kifejlesztett polimer fotokatalizátor kémiailag robusztus, a hidrogéntermelés aránya molekuláris szinten szabályozható.
A hidrogén a jövő ígéretes energiatárolója: a felesleges ökoárammal a víz hidrogénre és oxigénre bontható, ezek a gázok pedig hatékonyan tárolhatók. A környezetbarát módon előállított hidrogén járművek üzemanyagaként vagy üzemanyagcellák energiahordozójaként használható, miközben égéstermékként csak víz keletkezik. A technológia hátránya azonban a bizonyos mennyiségű veszteség az elektromos energia kémiai energiává történő átalakítása során.
Egyszerűbb lenne lerövidíteni az eljárást: ahelyett, hogy a napfényből először áramot termelnek, majd ennek segítségével hidrogént állítanak elő, a fény közvetlenül szétbonthatná elemeire a vizet. Úgynevezett fotokatalizátorokkal ez már lehetséges laboratóriumi körülmények között. Az eddig használt anyagokkal azonban csak nagyon csekély mértékben lehet a hidrogént kinyerni, és a technológia messze van attól, hogy hatékony és elterjedten alkalmazható legyen.
A Max Planck Társaság stuttgarti Szilárdtest-kutató Intézetének kutatócsoportja Vijay Vyas vezetésével egy olyan új eljárást dolgozott ki, amellyel nagyobb hatékonyságot lehet elérni. A fotokatalizátoroknak olyan elektronokkal kell rendelkezniük, amelyek a látható fénnyel gerjeszthetők, és ennek következtében viszonylag szabadon mozognak. Csak így tudnak átkerülni egy idegen atomra vagy molekulára. Ezek az elektronok kapcsolódnak a vízmolekula protonjaihoz, így jön létre az elemi hidrogén.
Erre a célra Vyas és munkatársai úgynevezett kovalens szerves vázakat (COF, covalent organic framework) terveztek. Ezek olyan kristályos, nagymolekulájú polimerek, amelyekben bizonyos kiindulási molekulák nagyon szabályos, két- vagy akár háromdimenziós struktúrákba rendeződnek. Az ezekből a molekulákból álló, porszerű anyagot a kutatók vízben oldották. Ha látható fénnyel sugározták be a keveréket, elemi hidrogén keletkezett.
A porszerű polimerhez azonban platina nanorészecskéket és egy úgynevezett elektrondonort (trietanol-amint) is hozzá kellett tenni. „A platinarészecskék mikroelektródaként működnek, amelyeken keresztül az elektronok a kovalens szerves vázról a hidrogénre vándorolnak” – magyarázta Vyas. „Az elektrondonor pedig a kovalens szerves vázban visszamaradó pozitív töltést egyenlíti ki.”
A teljes cikk itt olcasható.
