Forskere finder ny måde at omdanne sollys til brændstof

Med planternes fotosyntese som forbillede har amerikanske og australske forskere fundet frem til en ny måde at bruge sollyset til at spalte vand i bestanddelene ilt og brint - som derefter kan bruges som brændstof i en brændselscelle.

På efterårsmødet i American Chemical Society i Washington D.C. fremlagde de for nylig det interessante forskningsresultat, der kombinerer en farvestof-solcelle med en mangan-katalysator.

I planter sker den naturlige fotosyntese ved, at sollys rammer klorofyl og andre molekyler og derved bringer elektroner op i en højere energitilstand. Med hjælp af plantens naturlige calcium-mangan-oxid-katalysator spaltes vand derved i ilt og brint.

Planter svære at efterligne

Professor Charles Dismukes fra Rutgers University i New Jersey er en af de mange forskere, som gennem flere år har forsøgt at lave en kunstig version af den naturlige mangan-katalysator. Det har vist sig vanskeligt, da planter anvender et specielt protein til at stabilisere mangan-atomerne i en kubisk form, der er afgørende for virkemåden.

For et par år siden lykkedes det dog for Dismukes' forskergruppe at fremstille en proton-ledende membran med en mangan-katalysator, der minder om den naturlige katalysator.

Nu har Dismukes i samarbejde med blandt andre Gerhard Swiegers fra University of Wollongong i Australien kombineret denne katalysatorimprægnerede membran med en farvestof-solcelle.

I en farvestof-solcelle vil sollys eksitere en elektron i et organisk farvestof. Elektronen overføres til en nanopartikel af titaniumoxid (TiO2) og giver derved anledning til en elektrisk strøm.

Cellen består af to elektroder i vand adskilt af en plastikmembran, der kun tillader protoner at passere i én retning. Sollys opfanges i farvestoffet, som injicerer elektroner ind i partikler af titanium-oxid. Som resultat heraf flyder elektroner i et ydre kredsløb.

Mangan-katalysatoren vil også opfange sollys - og i dette tilfælde vil det betyde, at elektroner opsnappes fra vandmolekylerne og føres tilbage til farvestofmolekylerne, som derved "genoplades". Når vandmolekylet mister elektroner, spaltes det i molekylært oxygen og protoner.

Protonerne går gennem membranen til katoden, hvor de finder sammen med elektroner fra det ydre kredsløb og bliver til molekylært hydrogen. Og processen med at omdanne sollys til hydrogen er dermed fuldendt.

Skal forbedres 15 gange

Gerhard Swiegers forklarer til Science, at teknologien skal forbedres med en faktor 15 for at kunne konkurrere med andre metoder. Men Dismukes' forskningsgruppe har idéer til, hvordan det måske kan lykkes.

Til trods for det foreløbig noget middelmådige udbytte har forskningsresultatet dog vakt opsigt. Michael Grätzwel fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz, der en verdens førende eksperter i farvestofsolceller, siger til Science, at der er tale om et vigtigt skridt fremad.

Dokumentation

Præsentation ved ACS Fall Meeting 2009
Charles Dismukes website

Emner : Brint
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg savner en kemiker der finder en metode til at trække CO2 ud af luften vha overskudsstrøm genereret af vindmøller. Kunne forestille miig en vindmøllepark på fx Arktis, uden andet formål end at generere kul og ilt, så kunne man hente den reneste fine kul og brænde af som var det diesel - mener at huske at et almindeligt oliefyr relativt enkelt kan køre effektivt på fint kulstøv. Ellers kan almindelige vindmøller gøre det om natten.. Og voilá: Vedvarende energi => lavere CO2, med CO2 neutralt brændstof uden svovl som sidegevinst.

  • 0
  • 0

Er der en der kan sige mig hvordan CO2 regnskabet ser ud ved en sådan proces, altså fra vandet bliver spaltet, til vi har fået energien ud af brændselscellen? Eller dannes der overhovedet ingen CO2 her?

  • 0
  • 0

[quote]Jeg savner en kemiker der finder en metode til at trække CO2 ud af luften vha overskudsstrøm genereret af vindmøller.

Køb et godt gammeldags klor-alkalianlæg. NaOH'en fanger CO2 (CO2 + OH- = CO3(2-)) og kloren kan sælges på markedet. Koster en hulens masse strøm, men den har du jo fra møllerne. http://www.denstoredanske.dk/It,_teknik_og...]

det er da ikke ret lang tid siden at der var en der havde lavet en solcelle der kunne gøre dette, dog alt for langsomt til at det kunne konkurere med træerne...

  • 0
  • 0

mener at huske at et almindeligt oliefyr relativt enkelt kan køre effektivt på fint kulstøv. Ellers kan almindelige vindmøller gøre det om natten..

det ville sku da være lidt tåbeligt at give kul ud af luften blot for at putte den derind igen... man skal jo bruge idéelt set sammen mænge strøm (og i virketligheden meget mere) til at lave kullet end man får ud af det...

  • 0
  • 0

"det ville sku da være lidt tåbeligt at give kul ud af luften blot for at putte den derind igen... man skal jo bruge idéelt set sammen mænge strøm (og i virketligheden meget mere) til at lave kullet end man får ud af det..."

Den tænker du lige igennem igen ikke? Prøv at overføre kul til spaltning af vand for at få brint. :)

  • 0
  • 0

Er der en der kan sige mig hvordan CO2 regnskabet ser ud ved en sådan proces, altså fra vandet bliver spaltet, til vi har fået energien ud af brændselscellen?

H2O skilles i H og O og i brændselscellen reagerer H med O og danner H2O.

Jeg er ikke kemiker ;-)

Vh Troels

  • 0
  • 0

Vi kører i ring gutter CO2-> O2 + C og så i fyret så processen går tilbage igen. Eller C + 2H2O -> 2H2 + CO2 og når vi laver strøm af det brint får vi atter vand. CO2-en er allerede frigivet ved brint-processen. Om vi konverterer strømen til fri kulstof eller brint er resultatet kun at vi har et transportmedium for energien (C eller H2). Når vi atter udnytter energien heri er vi til bage til udgangspunktet. Som det vist allerede er nævnt: vi får mest nyttevirkning ud af at bruge strømmen direkte, alt det andet er kun et spørgsmål om lageropbygning af energi og lager har altid kostet ekstra!

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten