Aan de Universiteit van Michigan College of Engineering, recente doorbraken kunnen leiden tot effectievere middelen om de kracht van de zon te benutten.

Conventionele middelen voor het verzamelen van zonne-energie, zonnecellen, bijv. notoir inefficiënt zijn geweest.

Nu onderzoekt een team van chemische ingenieurs bij U-M nieuwe manieren om de overvloedige energie te benutten die wordt geproduceerd door de dichtstbijzijnde ster van de aarde. Ze hebben een methode ontdekt om metalen nanodeeltjes te gebruiken, die zich gedragen als lichtantennes ter grootte van een nanometer, om de productie van hernieuwbare zonnebrandstoffen en andere chemicaliën te helpen versnellen.

Het team, onder leiding van professor chemische technologie Suljo Linic, inclusief doctoraatsstudenten David Ingram, Phillip Christopher en Hongliang Xin.

"De diffuse aard van zonnelicht maakt het erg moeilijk om processen te ontwerpen die de energie van zonlicht in hoge snelheden kunnen omzetten in energie van chemische bindingen, Linic zei. "Ons recente werk toont aan dat door gebruik te maken van nanodeeltjes met op maat gemaakte optische eigenschappen, we kunnen licht efficiënt concentreren en de energie ervan met hogere snelheden omzetten in chemische energie."

Twee belangrijke bevindingen uit het onderzoek van het team zijn onlangs gepubliceerd in toonaangevende scheikundetijdschriften. Het eerste artikel, gepubliceerd in Het tijdschrift van de American Chemical Society , is getiteld "Watersplitsing op composiet plasmonisch-metaal/halfgeleiderfoto-elektroden:bewijs voor selectieve plasmon-geïnduceerde vorming van ladingsdragers nabij het halfgeleideroppervlak." Daarin onderzoekt het team het gebruik van zilveren nano-antennes om het vermogen van een halfgeleiderkatalysator om waterstofbrandstof uit water te genereren met behulp van zonne-energie te verbeteren.

Het tweede papier, "Zichtbaar licht versterkte katalytische oxidatiereacties op plasmonische zilveren nanostructuren, " en gepubliceerd in Nature Chemistry, wijst erop dat momenteel alle belangrijke industriële chemische reacties worden aangedreven door thermische energie, waarvoor enorme hoeveelheden fossiele brandstoffen nodig zijn. Linic en zijn team hebben technologie ontwikkeld waarbij een aanzienlijk deel van de energie-input om chemische reacties op gang te brengen, kan worden geleverd in de vorm van zonne-energie. Deze ontdekking effent de weg naar een milieuvriendelijkere chemische industrie die gebruik maakt van de kracht van de zon.

Het onderzoek wordt gefinancierd door The National Science Foundation (NSF) en de Camille Dreyfus Teacher-Scholar Award van de Camille and Henry Dreyfus Foundation.

De universiteit streeft naar octrooibescherming voor het intellectueel eigendom, en is op zoek naar commercialiseringspartners om de technologie op de markt te helpen brengen.