Халкогенідні напівпровідники сприяють зниженню вартості систем перетворення CO2 на сонячне паливо

Інновації у альтернативній енергетиці: дослідження халькогенідних напівпровідників

Дослідження в сфері альтернативної енергетики набирають обертів, і однією з інноваційних сфер є розвиток халькогенідних напівпровідників. Нещодавні зміни у цій галузі здатні суттєво змінити підходи до перетворення сонячної енергії у хімічне паливо. Зокрема, дослідники з Вільного університету Брюсселя спільно зі своїми партнерами розглянули, як нові матеріали можуть поліпшити ефективність фотохімічних систем, що перетворюють сонячне світло і CO2 на паливо.

Секрети електронної структури халькогенідів

Науковці зосередили свою увагу на електронній структурі халькогенідних напівпровідників, які виступають ключовими компонентами у фотоелектрохімічних системах. Спеціалісти вивчили, як ця структура впливає на процеси генерації, розділення та передачі заряду, що відбуваються на межі між напівпровідником та електролітом. Зокрема, ці процеси безпосередньо впливають на ефективність і довговічність подібних пристроїв з часом.

Заміна дефіцитних елементів у сонячних системах

Команда дослідників акцентувала увагу на використанні нетоксичних і доступних сполук як світлових поглиначів, прагнучи уникнути застосування критично важливих або дефіцитних елементів. Виявилося, що додавання спеціально підібраних електрокаталістів на поверхню напівпровідника підвищує загальну ефективність системи. Ці каталізатори сприяють бажаним редокс-реакціям і допомагають підтримувати активність пристрою протягом багатьох циклів використання.

CO2 як безцінна сировина

Цікаво, що дослідження також демонструють потенціал використання CO2 не як відходу, а як сировини для виробництва пального. Отримані знання можуть швидко знайти застосування у нових, інтегрованих фотоелектрохімічних системах. Така інновація відкриває дорогу до створення масштабованих рішень, які будуть водночас економічно вигідними та екологічно дружніми, що є критично важливим для досягнення глобальних енергетичних та кліматичних цілей.

Перспективи та майбутні рішення

Дослідження є частиною проекту SYNCAT, що фінансується через Фламандську ініціативу Moonshot у співпраці з кількома університетами. Результати цього проекту можуть стати фундаментом для децентралізованих одиниць, що виробляють сонячне паливо й сприяють досягненню стійкості в енергетичній галузі. Такі пристрої обіцяють стати значним кроком на шляху до кардинального зменшення викидів CO2 і створення самодостатніх енергетичних систем.