Par Cameron Chai
Les Scientifiques avaient essayé de réaliser la photosynthèse artificielle pour le rétablissement de l'hydrogène solaire. Le procédé de la photosynthèse emploie l'eau et le dioxyde de carbone pour convertir l'énergie solaire en essence entreposable. Les Chercheurs s'étaient efforcés d'imiter et mettre en application ce procédé pour les cellules photo-électrochimiques (PEC) et les applications assimilées de dispositif d'énergie.
Film de nanoparticle d'Hématite (rouge) avec le réseau fonctionnel de phycocyanine (vert) joint. (Image par M.E. Vitol, Laboratoire National d'Argonne)
Pour produire de l'hydrogène, lumière solaire d'utilisation de Pecs pour l'eau se divisante électrochimique. Ce procédé est plus court que ceux utilisant les cellules photovoltaïques pour exécuter l'électrolyse de l'eau. Des électrodes de PEC sont habituellement effectuées à partir des matériaux semi-conducteurs, et certains de ces matériaux possèdent les propriétés photocatalytic.
Les chercheurs d'Empa au Laboratoire pour la Céramique de Haute Performance (LHPC) avaient conduit la recherche sur les nanoparticles de ces matériaux semi-conducteurs pour neutraliser les polluants organiques trouvés en eau et air. Les chercheurs partnered avec le Laboratoire National d'Argonne et l'Université de Bâle et ont développé une nano-bio électrode de PEC. Cette électrode a le double l'efficience de l'oxyde de fer dans l'eau se divisante. La nano-bio électrode de PEC se compose de l'oxyde de fer qui est conjugué avec une protéine dérivée du cyanobacteria ou des algues bleu-vert.
L'oxyde de Fer, particulièrement hématite utilise la lumière solaire plus efficacement que le dioxyde de titane (TiO2) et d'autres photocatalysts, qui ont la capacité pour utiliser seulement la partie UV de rayonnement solaire. Car le matériau d'hématite est susceptible des longueurs d'onde visibles, ils sont une meilleure option pour Pecs.
La Phycocyanine est une protéine des algues bleu-vert. C'est un composant de lumière-moisson important des bactéries. Debajeet K. Bora, un chercheur qui a exécuté sa thèse de PhD chez Empa, conçu l'électrode neuve utilisant les protéines et la céramique. Le functionalization Extérieur des hématites avec des protéines est un concept neuf dans la recherche de Pecs. Le Chercheur Bora a interconnecté la phycocyanine aux nanoparticles d'hématite en covalence. Ceci a préparé l'hématite composée pour absorber plus de photons. Si comparé à une électrode d'oxyde de fer, l'induit photocurrent était double.
Comme avantage étonnant, même sous l'illumination intense dans un environnement alcaline, la lumière moissonnant le composé de protéine également n'est pas détruite quand elle contacte un photocatalyst. Dans cette situation, les molécules organiques survivent les conditions photocatalytic brutales et également le double photocurrent.
Source : http://www.empa.ch/