Ny teknik inom vätgastillverkning och batterier

Forskare vid Stanford University skapade nanokoner av kisel för att fånga solljus och förbättra prestandan hos solceller gjorda av vismutvanadat. Foto: Wei Chen och Yongcai Qiu, Stanford

Forskare vid Stanford University i USA har utvecklat ny teknik som tacklar två av världens främsta energiutmaningar, nämligen rent bränsle och storskalig energilagring.

När det gäller bränsle har vätgas länge föreslagits som ett miljövänligt alternativ till bensin, men även om vätgasdrivna bilar är fria från utsläpp gäller detsamma inte vid tillverkning av vätgas. För att lösa problemet har Yi Cui och hans kollegor vid Stanford University fokuserat på solbaserad delning av vatten med hjälp av en elektrod, som då den träffas av solljus genererar en elektrisk ström som delar upp vattnet i väte och syre.

För att förhindra att elektroden korroderar använder forskarna vismutvanadat istället för kisel. Om den ska generera ström måste en elektrod av vismutvanadat emellertid vara väldigt tunn, vilket gör att solljuset passerar rakt igenom den utan att absorberas. För att fånga solljuset tog Yi Cuis team därför till nanoteknik och skapade mikroskopiska uppsättningar av tusentals nanokoner av kisel.

- Nanokoner har uppvisat en lovande förmåga att fånga in ljus i ett brett spektrum av våglängder, säger Yi Cui.

Yi Cui har även, tillsammans med gästforskaren Shougo Higashi från Toyota Central R&D Labs, föreslagit en ny batteridesign som skulle kunna hjälpa till att lösa problemet med storskalig energilagring.

Batteriet använder billiga elektrodmaterial i form av zink och nickel. För att göra det uppladdningsbart var de emellertid tvungna att förhindra uppkomsten av små fibrer, kallade dendriter, som bildas på zinkelektroden under laddning. Detta åstadkoms genom att skilja elektroderna åt med en plastisolator och omge zinkelektroden med en kolisolator.

- Vår design är väldigt enkel och kan tillämpas på en stor rad metallbatterier, säger Yi Cui.