Tin Khoa học Công nghệ quốc tế

CHẤT XÚC TÁC ĐIỆN HÓA THÂN THIỆN VỚI MÔI TRƯỜNG SỬ DỤNG PIN MẶT TRỜI ĐỂ THU NĂNG LƯỢNG

07/12/2020 | 0
Một nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ Tokyo (Tokyo Tech) và Đại học Kanazawa đã phát triển một thiết bị thân thiện với môi trường, sử dụng năng lượng mặt trời để xúc tác phản ứng oxy hóa điện hóa với hiệu suất cao.

Các nguồn năng lượng xanh là một lĩnh vực nghiên cứu nóng trên toàn cầu do cuộc khủng hoảng môi trường hiện nay và sự cần thiết phải tránh sử dụng năng lượng không tái tạo (nhiên liệu hóa thạch). Các nhà nghiên cứu đã tìm cách khai thác và thu hoạch năng lượng mặt trời trong nhiều thập kỷ, và các thiết bị quang điện, chuyển đổi ánh sáng thành điện năng, đang có nhu cầu cao.

Việc nghiên cứu các thiết bị này đã tiến triển nhiều kể từ những năm 1970 sau những cú sốc kinh tế do giá dầu gây ra. Trong khi hầu hết các tiến bộ dành cho pin mặt trời dựa trên silicon, các nhà khoa học đã chứng minh rằng các thiết bị quang điện hữu cơ cũng có thể đạt được hiệu suất chấp nhận được. Sử dụng vật liệu hữu cơ có lợi vì chúng có thể in và sơn được như các quy trình thân thiện với môi trường. Các vật liệu hữu cơ cũng rất đa dạng, giúp bạn có thể điều chỉnh chúng cho từng ứng dụng cụ thể.

Pin mặt trời quang điện hữu cơ bao gồm một "lớp hoạt động" được kẹp giữa hai điện cực khác nhau (một điện cực phía trước trong suốt và một điện cực phía sau). Ở lớp hoạt động này, năng lượng từ các photon của ánh sáng tới được chuyển đến các electron của vật liệu thông qua các vụ va chạm, kích thích chúng và chuyển động, để lại các hạt giả tích điện dương được gọi là “lỗ trống”.

Tuy nhiên, việc thu thập số lượng lớn các electron và lỗ trống ở các điện cực và chuyển đổi ánh sáng thành điện năng với hiệu suất cao là một thách thức. Một số nhà nghiên cứu đã đề xuất rằng sẽ có lợi nếu sử dụng trực tiếp các lỗ trống hoặc electron được tạo ra trong các phản ứng hóa học gần lớp hoạt động. Vì vậy, một nhóm nghiên cứu bao gồm Tiến sĩ Keiji Nagai từ Tokyo Tech và Đại học Kanazawa đã đề xuất một quy trình chế tạo đơn giản cho một thiết bị quang điện hóa hữu cơ có thể thu năng lượng mặt trời để thúc đẩy phản ứng oxy hóa hóa học.

Tính đơn giản và lợi thế của phương pháp chế tạo và hiệu quả đo được khi thu năng lượng ánh sáng là rất hứa hẹn. Tiến sĩ Nagai giải thích: “Việc loại bỏ điện cực phía sau là một kỹ thuật đầy hứa hẹn và có thể lặp lại để tạo ra một tế bào quang điện hóa có đặc tính tốt. Các nhà nghiên cứu cũng đã nghiên cứu các đặc tính địa hình và điện hóa của lớp hoạt tính được phủ bằng ZnPc để làm sáng tỏ các nguyên tắc hoạt động xúc tác của nó. Tiến sĩ Takahashi của Đại học Kanazawa cho biết: “Các tác động của lớp phủ ZnPc đã được quan sát thấy rõ ràng trong các phân tích của chúng tôi và bao gồm sự tích tụ hiệu quả của các lỗ tạo quang”. Các thiết bị thân thiện với môi trường như thiết bị được đề xuất cung cấp phương pháp hơn để thu hoạch năng lượng từ mặt trời và đưa chúng ta đến gần với một tương lai xanh hơn.

NTHIEN.HTQT

Nguồn dịch và biên tập: https://scitechdaily.com/eco-friendly-electrochemical-catalysts-using-solar-cells-to-harvest-energy-from-the-sun/