A Technologie das Sonnenenergie nutzt, um hocheffizientes Ammoniak (NH) zu produzieren3) wurde von einem mit UNIST verbundenen Forschungsteam enthüllt.
Unter der Leitung von Professor Sung-Yeon Jang und Professor Ji-Wook Jang von der School of Energy and Chemical Engineering der UNIST hat das Team in Zusammenarbeit mit Professor Thomas F. Jaramillo von der Stanford University ein umweltfreundliches Fotoelektrodensystem auf Perowskitbasis für entwickelt NH3 Produktion, die den Kommerzialisierungsstandard des US-Energieministeriums (DOE) um das beeindruckende 1.7-fache übertroffen hat und einen neuen Weltrekord in der Effizienz der Ammoniakproduktion aufgestellt hat.
Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkatalyse.
Das System arbeitet nach dem Prinzip der Nitratreduzierung (NO).3-) in Wasser, um NH zu erzeugen3 Nutzung von Solarenergie. Diese Methode bietet nicht nur eine umweltfreundlichere Alternative zum herkömmlichen Haber-Bosch-Verfahren, das stark auf fossile Brennstoffe angewiesen ist, sondern eröffnet auch Möglichkeiten für die Synthese hochwertiger Verbindungen, die in verschiedenen Industrien wie Düngemitteln, Lebensmitteln und Pharmazeutika eingesetzt werden .
Der Schlüssel zum Erfolg dieser Technologie ist die Entwicklung eines hocheffizienten Photoelektrodensystems, das Perowskit-Solarzellen mit einem Ruthenium (Ru)-Katalysator auf Titanat-Nanoblättern (TiNS) kombiniert. Durch den Schutz des Perowskitmaterials mit Field-Metall und dessen Integration in den Katalysator für NH3 Produktion hat das Forschungsteam in NH eine beispiellose Leistung und Haltbarkeit erreicht3 Produktion.
Bemerkenswert ist die Verwendung von Glycerin als Reaktant, was die Produktion von NH ermöglicht3 ohne dass eine externe Spannung erforderlich ist. Durch die Optimierung der Oxidationsreaktion von Glycerin mit der von den Photoelektroden erzeugten Spannung konnte das Team eine bemerkenswerte maximale Ammoniakproduktionsrate von 1745 μgNH nachweisen3 cm-2h-1, was den Kommerzialisierungsstandard des US-Energieministeriums (DOE) bei weitem übertrifft.
Professor Ji-Wook Jang sagte: „Durch diese Studie haben wir die Produktion von NO nachgewiesen3-, eine Hauptquelle der Wasserverschmutzung, oxidiert gleichzeitig Glycerin, ein minderwertiges Nebenprodukt aus Biomasse, um eine höherwertige Glycerinsäure (GA) zu erzeugen.
„Diese Technologie birgt ein enormes Potenzial für die Herstellung umweltfreundlicher Kraftstoffe.“
Professor Sung-Yeon Jang sagte: „Unsere Forschung stellt einen bedeutenden Fortschritt in der Solarkraftstoffproduktion dar, übertrifft die Kommerzialisierungsstandards und ebnet den Weg für eine nachhaltigere Zukunft in der Ammoniakproduktion.“