130 likes | 260 Vues
Kap. 3: Verdens bedste energikilde CASE forskningen beskrevet på side 59-61. Analogi til Fotosyntese. Hvorfor hydrogen. Hydrogen er det kemiske brændstof, som er lettest at fremstille Udfordring: hydrogen svær at gemme – men omdannes ”let” til andre brændstoffer
E N D
Kap. 3: Verdens bedste energikildeCASE forskningen beskrevet på side 59-61
Hvorfor hydrogen • Hydrogen er det kemiske brændstof, som er lettest at fremstille • Udfordring: hydrogen svær at gemme – men omdannes ”let” til andre brændstoffer • Kan forbrændes med høj effektivitet i brændselcelle
Photokatalyse - princippet • H2 Ledningsbånd • 2H+ + 2e- e- • Hydrogen-udviklings-katalysator • Oxygen-udviklings-katalysator • 2H2O Valensbånd Halvleder med båndgab • 4e- + 4H+ + O2
Mulig effektivitet • En foton pr elektron - To fotoner pr H2 • Fotonenergi > 2,2 eV • Skyldes grundlæggende energibevarelse samt uundgålige tab i processen • Begrænser andel af sollys som kan anvendes • Effektivitet < 15% • Realistisk 5% med billige materialer
To fotoner pr elektron – Fire fotoner pr H2 • Fotonenergi > 1 eV • Effektivitet < 30% • Realistisk 10% med billige materialer H2 2H+ + 2e- H2O ½O + 2H+ + 2e-
Verdensrekorden 12.4 % effektivitet • MEN: • 50,000 USD/m2, • Ikkestabil– kun 20 h • Sammesomsolcelle - 30% effektivitet. Dvskoblettilelektrolysecellevilleefektivitetenvære mere end 20% Khaselev, Turner, Science April 17 1998
Udfordringer • Billige og stabile halvledere som kan absorbere den rigtige del af sollyset – det rigtige båndgab • Billige, effektive og stabile katalysatorer til hydrogen og oxygen udvikling • Kombinationen af alt i en samlet enhed hvor hydrogen kan opsamles
Forskningen • Find billig alternativ til Platin som katalysator til udvikling af hydrogen hvis Si anvendes som halvledermateriale • Inspiration fra naturen Aktive center i nitrogenase består af Fe, Mo og S atomer
Status • Hvor er man i forskningen? • Vi arbejder med at gøre det endnu bedre og med andre dele af cellen • Hvornår vil man kunne anvende vandspaltning i stor skala? • Tidshorisonten er 15 – 20 år hvis det lykkes – der er ingen garanti