Ученые NREL проявили другой подход к процессу PEC, который использует солнечную энергию, чтобы разделить воду на водород и кислород. Процесс требует, чтобы специальные полупроводники, материалы PEC и катализаторы разделили воду.
Предыдущая работа использовала драгоценные металлы, такие как платина, рутений и иридий как катализаторы, приложенные к полупроводникам. Крупномасштабное коммерческое усилие, используя те драгоценные металлы не было бы рентабельно, как бы то ни было.
Использование более дешевых молекулярных катализаторов вместо драгоценных металлов было предложено, но у них столкнулись с проблемами со стабильностью и, как находили, была продолжительность жизни короче, чем основанные на металле катализаторы.Вместо этого исследователи NREL решили исследовать молекулярные катализаторы за пределами жидкого решения, в котором они обычно изучаются видеть, могли ли бы они приложить катализатор непосредственно на поверхность полупроводника. Они смогли поместить слой диоксида титана (TiO2) на поверхности полупроводника и соединить молекулярный катализатор с TiO2.
Их работа показала, что молекулярные катализаторы могут быть столь же очень активными как основанные на драгоценном металле катализаторы.Их исследование, «Водное Сокращение p-GaInP2 Фотоэлектродом, Устойчивым Аморфным Покрытием TiO2 и Молекулярным Катализатором Кобальта», было издано по своей природе Материалы.
Цзин Гу и Ён Янь – ведущие авторы статьи. Участники Джеймс Янг, Натан Нил и Джон Тернер – все с Центром Химии и Нанонауки NREL.
Участник К. Ксерксес Стейрер с Центром Материаловедения NREL.Токарь указывает, что, хотя молекулярные катализаторы не так стабильны как основанные на металле катализаторы, системы PEC закрываются каждый вечер как закаты. Это оставляет время, чтобы восстановить молекулярный катализатор.
«Надо надеяться, Вы не должны были бы делать этого каждый день, но это действительно указывает на то, что низкая стабильность, но очень активные катализаторы могла быть баллотирующимися кандидатами как долгосрочным решением проблемы масштабируемости для сильных систем воды PEC», сказал Тернер.