A kutatók eddig is sikeresen állítottak elő folyékony napenergiával működő üzemanyagokat szilícium fotoelektródok segítségével. Az eljárás úgy működik, hogy a szilícium felületére katalizátorokat építenek, amelyek képesek elnyelni a fényt és elindítani a szükséges kémiai reakciót. Víz jelenlétében a CO2 metanollá vagy akár szén-monoxiddá (CO) is átalakítható, amely kiindulási molekulaként szolgál számos más hasznos termék szintéziséhez. 

Bár a tudósok már évtizedek óta ismerik a nagy felületű szilíciumot, még soha nem használták folyékony napenergiával működő üzemanyag előállítására szolgáló fotoelektródokban. A CHASE kutatócsoportja most először próbálkozott ezzel, ígéretes eredményekkel. 

A CHASE csapata a fotoelektródokat nagy felületű szilícium anyagból építette. Kobaltot használtak katalizátorként, amit háromdimenziós formátumban, mikropillák formájában használt szilíciumra vittek fel. Arra jutottak, hogy a metanol előállítása nagyobb áramsűrűséggel történt, ami potenciálisan egy olyan korszerű fotoelektródhoz vezet, amelyet a jövőben folyékony üzemanyag előállítására lehet használni. 

Egy másik kísérletben a katalizátort kobaltról réniumra cserélték, miután nanopórusos szilíciumba integrálták. Az így létrehozott hibrid fotoelektród nagyobb tartósságot és szelektivitást mutatott, mivel a CO-t metanollá redukálta, ami fontos szempont a technológia méretnövelésénél és kereskedelmi forgalomba hozatalánál. 

A kísérletek bizonyították a nagy felületű szilícium használatának előnyeit a fotoelektródok építésénél. A kutatók szerint a távolabbi jövőben képesek leszünk az üzemanyag-felhasználás és -termelés zárt körét létrehozni, kizárólag CO2, víz és napfény felhasználásával. Ami hatalmas lépés lenne a fenntartható bolygó felé.

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: CHASE /Adobe Stock