Chemičtí inženýři ve Švýcarsku vynalezli umělý list na solární pohon. Jejich průhledná a porézní elektroda na solární energii dokáže přeměnit vodu z jejího plynného stavu ve vzduchu na vodíkové palivo.
Chemičtí inženýři z École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) vyvinuli solárně napájenou transparentní, porézní a vodivou elektrodu. Ta využívá vstupní proud vlhkého vzduchu k produkci H2.
Substrát elektrody je trojrozměrná síť z plstěných skleněných vláken, typ skleněné vlny, která je v podstatě křemen. Vlákna oxidu křemíku se pak spojí při vysokých teplotách za vzniku plstěných plátků. Plátky se nejprve potáhly průhledným tenkým filmem oxidu cínu dopovaného fluorem a poté tenkým filmem polovodičových materiálů absorbujících sluneční záření.
,,Vytvořil se povlak různých polovodičů na substrátech. Včetně Fe2O3 (chemická depozice v lázni), CuSCN a Cu2O (elektrodepozice) a konjugovaných polymerů (potahování ponorem),“ napsali vědci v ,,Transparentní porézní vodivé substráty pro fotoelektrochemický vodík v plynné fázi“, ten se nedávno publikoval v Advanced Materials.
Vědci se pro elektrodu inspirovali tím, jak rostliny dokážou přeměnit sluneční světlo na chemickou energii pomocí oxidu uhličitého ze vzduchu.
„Vzhledem k tomu, že každý krok je relativně jednoduchý a škálovatelný, myslím si, že náš přístup otevře nové obzory pro širokou škálu aplikací počínaje substráty pro difúzi plynu pro solární výrobu vodíku,“ řekla Marina Caretti, hlavní autorka projektu.
Vědci ve své demonstraci formálně nestudovali účinnost přeměny slunce na vodík, ale uznávají, že je pro tento prototyp skromná.
Vynalezený umělý list na solární pohon
„Na základě použitých materiálů se maximální teoretická účinnost přeměny slunce na vodík pohybuje u potaženého plátku 12 %. Zatímco účinnost kapalných článků se prokázala až 19 %,“ uvedli inženýři EPFL. Pracovali ve spolupráci s Toyota Motor Europe.
Aby tým prozkoumal možnost fotokatody na bázi transparentního porézního vodivého substrátu (TPCS) produkovat H2 v prostředí plynné fáze, zkonstruoval tým článek v poloviční plynné fázi složený ze dvou oddílů. Anodová strana pracovala v kyselém kapalném elektrolytu, zatímco elektroda se vtlačila do polymerní elektrolytové membrány (PEM). A to za účelem vytvoření sestavy fotoelektroda-membrána.
Došli k závěru, že TPCS je „slibným substrátem pro další vývoj konceptu PEM-PEC a dalších aplikací, kde je vyžadována vysoká poréznost, vodivost a průhlednost“.
Fotoelektrochemická technologie (PEC) vyrábí vodík z vody pomocí slunečního záření a specializovaných polovodičů známých jako „fotoelektrochemické materiály“. Vědci mají nyní pracovat na plně funkčním fotosyntetickém palivovém článku využívajícím novou elektrodu.
Zdroj: pv-magazine, Vapol
