연구는 태양 수소 생산에 대한 전망을 밝게합니다

연구는 태양 수소 생산에 대한 전망을 밝게합니다
수백 나노미터 크기의 이 스트론튬 티타네이트 입자는 광촉매로 사용되었습니다. (제공: 카즈나리 도멘)
새로운 연구는 태양광을 이용하여 대량의 수소를

생산함으로써 언젠가 화석 연료보다 더 친환경적인 에너지 대안으로 이어질 수 있는 미래의 화학 공학 공정에 대한 전망을 밝게 하고 있습니다.

네이처 저널에 실린 연구 결과는 미래 수소 경제 구축의 길을 밝히는 데 도움이 될 수 있다.

연구는

토토사이트 추천 이 연구를 위한 과학자 팀은 새로 개발된 광촉매의 도움을 받아 본질적으로 빛을 사용하여 물을 수소와 산소로 분해하는 “물 분해”라는 프로세스와 관련된 기술을 개선했습니다.

햇빛과 물은 재생 가능한 자원이며 수소는 잠재적인 청정 대체 연료입니다.more news

과학자 팀은 자외선에 대해 거의 완벽하게 효율적인 광촉매를 만들었다고 보고했습니다.

광촉매는 빛을 흡수하여 화학 반응을 일으키거나 가속화하는 것입니다. 이 경우 물을 산소와 수소 기체로 바꾸는 것입니다.

광촉매는 특정 파장의 자외선에서만 효율적으로 작동하기 때문에 현재

산업적 수준에서 대량의 수소를 생성하는 것은 여전히 ​​비실용적인 기술입니다. 이것은 아직 경제적으로 실행 가능하지 않다는 것을 의미합니다.

연구는

과거에 다른 광촉매는 양자 효율 비율로 알려진 태양 에너지 변환 효율에 대해

대부분 약 10% 이하를 등록했습니다. 더 나은 경우 중 일부는 50%를 초과했습니다.

그러나 이 광촉매는 거의 100% 효율로 자외선을 변환할 수 있다고 연구는 보고했다.

신슈 대학, 도쿄 대학 및 일본의 다른 기관의 연구원들은 대규모 수소

생산을 지속할 수 없을 정도로 높은 수준의 자외선 효율을 달성할 수 있었다고 지적했습니다.

그러나 상대적으로 높은 양자 효율에서 광 스펙트럼의 다른 부분을 사용하기 위해 동일한 원리를 채택할 수 있다면, 이는 태양-수소 산업의 창출을 가능하게 하는 주요 단계가 될 수 있습니다.

도멘 카즈나리 신슈대 특약교수는 “가시광선은 대량으로 이용 가능하기 때문에 이 방식으로 수소 생산을 실용화하려면 30% 정도의 효율이면 충분할 것”이라고 말했다.

연구팀은 반도체 재료인 티탄산스트론튬 입자에 알루미늄을 첨가해 광촉매를 만들어 유망한 결과를 얻었다. 그들은 수소와 산소 생성을 개선하기 위해 전략적으로 조촉매를 사용했습니다.

그들은 350~360나노미터의 파장을 가진 자외선에 대해 거의 100%의 양자 효율을 달성했습니다. 나노미터는 밀리미터의 100만분의 1입니다.

다른 연구팀장인 신슈대학 특임교수인 다카타 쓰요시(Tatsuyoshi Takata)는 “가용 파장의 범위를 넓히기 위해 추가 연구를 수행할 것”이라고 말했다.