Kvantsteg framåt för väteproduktion

Foto: RGBStock.com/Gesine Kuhlmann

Produktion av vätgasbränsle med mer än hundraprocentig kvanteffektivitet har uppnåtts med hjälp av kvantpunkter.

Försöken att minska vårt beroende av fossila bränslen gör framsteg på flera viktiga fronter. Detta inkluderar bland annat forskning som fokuserar på att uppnå mer effektiv produktion av vätgasbränsle genom att använda sig av solenergi för att dela upp vatten i komponenterna syre och väte. Nu rapporterar Yong Yan vid New Jersey Institute of Technology i USA ett avgörande genombrott inom den grundvetenskap som är nödvändig för att uppnå detta mål.

Tillsammans med kollegor vid National Renewable Energy Laboratory, Colorado School of Mines och San Diego State University har Yong Yan skapat en fotoelektrokemisk cell med kvantpunkter, som på katalytisk väg uppnått en kvanteffektivitet vid produktion av vätgas som överstiger 100 procent och närmar sig 114 procent.

Kvantpunkter är mycket små halvledarpartiklar som inte är större än några få nanometer. Genom att byta ut halvledarmaterial som kisel mot kvantpunkter av blysulfid är det möjligt att omvandla en större andel av solens ljusspektrum till användbar energi.

Yong Yans fotoelektrokemiska cell kan för varje foton av synligt ljus från solen som absorberas producera två eller flera elektroner, som sedan utnyttjas för att bryta ner vatten till vätgas.

Många forskare världen över försöker uppnå en kvanteffektivitet så nära 100 procent som möjligt för soldriven väteproduktion. Genom att överskrida 100 procent representerar Yong Yans forskning ett stort genombrott, som visar att hans fotoelektrokemiska cell omvandlar solljus mer effektivt än en solcell med kvantpunkter, åtminstone på kvantnivå.

- Resultaten representerar en möjlighet att generera mer energi på ett mer effektivt sätt med en solfångaranordning av det här slaget i framtiden, säger Yong Yan.