A เทคโนโลยี ที่ควบคุมพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตแอมโมเนียประสิทธิภาพสูง (NH3) ได้รับการเปิดเผยโดยทีมวิจัยในเครือ UNIST
นำโดยศาสตราจารย์ Sung-Yeon Jang และศาสตราจารย์ Ji-Wook Jang จาก School of Energy and Chemical Engineering ที่ UNIST ร่วมกับศาสตราจารย์ Thomas F. Jaramillo จากมหาวิทยาลัย Stanford ทีมงานได้พัฒนาระบบโฟโตอิเล็กโทรดที่ใช้ perovskite ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับ เอ็นเอช3 การผลิตที่เหนือกว่ามาตรฐานการค้าของกระทรวงพลังงานสหรัฐ (DOE) ถึง 1.7 เท่า สร้างสถิติใหม่ด้านประสิทธิภาพการผลิตแอมโมเนีย
ผลงานตีพิมพ์ในวารสาร ตัวเร่งปฏิกิริยาธรรมชาติ.
ระบบทำงานบนหลักการลดไนเตรต (NO3-) ในน้ำเพื่อผลิต NH3 โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์ วิธีการนี้ไม่เพียงแต่เสนอทางเลือกที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากกว่ากระบวนการของ Haber-Bosch แบบเดิมซึ่งต้องใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นอย่างมาก แต่ยังเปิดโอกาสในการสังเคราะห์สารประกอบมูลค่าสูงที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น ปุ๋ย อาหาร และยา .
กุญแจสู่ความสำเร็จของเทคโนโลยีนี้คือการพัฒนาระบบโฟโตอิเล็กโทรดที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งรวมเซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์เข้ากับตัวเร่งปฏิกิริยารูทีเนียม (Ru) บนแผ่นนาโนไททาเนต (TiNS) โดยการปกป้องวัสดุเพอร์รอฟสไกต์ด้วยโลหะของ Field และรวมเข้ากับตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับ NH3 การผลิตทีมวิจัยได้รับประสิทธิภาพและความทนทานที่เหนือชั้นใน NH3 การผลิต
สิ่งที่น่าสังเกตคือการใช้กลีเซอรอลเป็นสารตั้งต้น ซึ่งช่วยให้สามารถผลิต NH ได้3 โดยไม่ต้องใช้แรงดันไฟฟ้าภายนอก ทีมงานได้แสดงให้เห็นถึงอัตราการผลิตแอมโมเนียสูงสุดที่น่าทึ่งที่ 1745 μgNH โดยการปรับปฏิกิริยาออกซิเดชันของกลีเซอรอลกับแรงดันไฟฟ้าที่เกิดจากโฟโตอิเล็กโทรดให้เหมาะสม3 cm-2h-1ซึ่งเหนือกว่ามาตรฐานการค้าของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) มาก
ศาสตราจารย์ Ji-Wook Jang กล่าวว่า “จากการศึกษาครั้งนี้ เราได้สาธิตการผลิต NO3-ซึ่งเป็นแหล่งที่มาหลักของการปนเปื้อนในน้ำ ขณะเดียวกันก็ออกซิไดซ์ กลีเซอรอล ซึ่งเป็นผลพลอยได้มูลค่าต่ำที่ได้มาจากชีวมวล เพื่อผลิตกรดกลีเซอริก (GA) ที่มีมูลค่าสูงกว่า
“เทคโนโลยีนี้มีศักยภาพมหาศาลสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม”
ศาสตราจารย์ Sung-Yeon Jang กล่าวว่า "งานวิจัยของเราแสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่สำคัญในการผลิตเชื้อเพลิงจากแสงอาทิตย์ ซึ่งเหนือกว่ามาตรฐานเชิงพาณิชย์ และปูทางไปสู่อนาคตที่ยั่งยืนมากขึ้นในการผลิตแอมโมเนีย"