Een team van experts op het gebied van hernieuwbare energie van de Universiteit van Exeter heeft een nieuwe techniek ontwikkeld om waterstof uit zonlicht te produceren om een ​​schone, goedkope en algemeen beschikbare brandstof.

Het team ontwikkelde een innovatieve methode om water met behulp van zonlicht te splitsen in zijn samenstellende delen - waterstof en zuurstof. De waterstof kan dan worden gebruikt als brandstof, met het potentieel om alledaagse voorwerpen zoals huizen en voertuigen van stroom te voorzien.

Cruciaal, waterstofbrandstof die kan worden gemaakt door deze synthetische fotosynthesemethode zou niet alleen de koolstofemissies ernstig verminderen, maar zou ook een vrijwel onbeperkte energiebron creëren.

De baanbrekende nieuwe onderzoekscentra over het gebruik van een revolutionaire foto-elektrode - een elektrode die licht absorbeert voordat elektrochemische transformaties worden geïnitialiseerd om de waterstof uit water te extraheren - gemaakt van nanodeeltjes van de elementen lanthaan, ijzer en zuurstof.

De onderzoekers denken dat dit nieuwe type foto-elektrode niet alleen goedkoop te produceren is, maar kan ook op grotere schaal worden nagebouwd voor massaal en wereldwijd gebruik.

Het onderzoek is gepubliceerd in toonaangevend tijdschrift, Wetenschappelijke rapporten .

Govinder Pawar, hoofdauteur van het papier en gevestigd aan het Environment and Sustainability Institute van de University of Exeter op de Penryn Campus in Cornwall zei:"Met groeiende economieën en bevolking, fossiele brandstoffen zullen niet in staat zijn om op een "schone" manier in de wereldwijde vraag naar energie te voorzien, aangezien ze in een alarmerend tempo uitgeput raken.

"Er moeten alternatieve bronnen van hernieuwbare brandstoffen worden gevonden die aan de wereldwijde vraag naar energie kunnen voldoen. Waterstof is een veelbelovende alternatieve brandstofbron die fossiele brandstoffen kan vervangen omdat het een hogere energiedichtheid heeft dan fossiele brandstoffen (meer dan het dubbele), nul CO2-uitstoot en het enige bijproduct is water."

Momenteel, ongeveer 85 procent van de wereldwijde energievoorziening komt van de verbranding van fossiele brandstoffen. Daarom is de behoefte en wens om een ​​duurzame, kosteneffectieve hernieuwbare brandstofbron groeit in urgentie.

Misschien niet verwonderlijk, de zon is de meest overvloedige bron van hernieuwbare energie op aarde, met het potentieel om 100, 000 terawatt aan vermogen per jaar – wat betekent dat één uur zonne-energie gelijk staat aan een heel jaar aan totaal energieverbruik wereldwijd.

Echter, inspanningen om efficiënt stabiel halfgeleidermateriaal te produceren, om zonlicht effectief om te zetten in een opslagbare wijdverbreide energiebron, zijn tot nu toe ongrijpbaar gebleken.

Een van de belangrijkste belemmeringen voor de ontwikkeling van levensvatbare zonne-energie is het onvermogen om een ​​halfgeleidend materiaal te produceren dat geschikt is voor het proces.

In dit nieuwe onderzoek het team gebruikte lanthaan-ijzeroxide om een ​​halfgeleidend materiaal te maken dat de ideale resultaten opleverde voor de productie van waterstof uit water met behulp van zonlicht, waardoor het de sterkste kandidaat tot nu toe is voor de opwekking van hernieuwbare waterstof.

Govinder Pawar voegde toe:"We hebben aangetoond dat onze LaFeO3-foto-elektrode ideale banduitlijningen heeft die nodig zijn om water spontaan in zijn bestanddelen (H2 en O2) te splitsen, zonder de noodzaak van een externe vooringenomenheid. Bovendien, ons materiaal heeft een uitstekende stabiliteit waar het na 21 uur testen niet afbreekt, ideaal voor het splitsen van water. We werken momenteel aan het verder verbeteren van ons materiaal om het efficiënter te maken om meer waterstof te produceren."

"Onbevooroordeelde spontane productie van zonnebrandstof met behulp van stabiele LaFeO3-foto-elektrode" is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten .