Analogi til Fotosyntese

Præsentationer af emnet: "Analogi til Fotosyntese"— Præsentationens transcript:

1 Kap. 3: Verdens bedste energikilde CASE forskningen beskrevet på side 59-61

2 Analogi til Fotosyntese

3 Hvorfor hydrogen Hydrogen er det kemiske brændstof, som er lettest at fremstille Udfordring: hydrogen svær at gemme – men omdannes ”let” til andre brændstoffer Kan forbrændes med høj effektivitet i brændselcelle

4 Photokatalyse - princippet
Ledningsbånd 2H+ + 2e- e- Hydrogen-udviklings-katalysator Oxygen-udviklings-katalysator 2H2O Valensbånd Halvleder med båndgab 4e- + 4H+ + O2

5 Mulig effektivitet En foton pr elektron - To fotoner pr H2
Fotonenergi > 2,2 eV Skyldes grundlæggende energibevarelse samt uundgålige tab i processen Begrænser andel af sollys som kan anvendes Effektivitet < 15% Realistisk 5% med billige materialer

6 To fotoner pr elektron – Fire fotoner pr H2
2H+ + 2e- Fotonenergi > 1 eV Effektivitet < 30% Realistisk 10% med billige materialer H2O ½O + 2H+ + 2e-

7 Analogi til Fotosyntese

8 Verdensrekorden 12.4 % effektivitet MEN: 50,000 USD/m2,
Ikke stabil– kun 20 h Samme som solcelle - 30% effektivitet. Dvs koblet til elektrolysecelle ville efektiviteten være mere end 20% Khaselev, Turner, Science April

9 Udfordringer Billige og stabile halvledere som kan absorbere den rigtige del af sollyset – det rigtige båndgab Billige, effektive og stabile katalysatorer til hydrogen og oxygen udvikling Kombinationen af alt i en samlet enhed hvor hydrogen kan opsamles

10 Forskningen Find billig alternativ til Platin som katalysator til udvikling af hydrogen hvis Si anvendes som halvledermateriale Inspiration fra naturen Aktive center i nitrogenase består af Fe, Mo og S atomer

11 Analog til nitrogenase der virker så godt som Pt

12

13 Status Hvor er man i forskningen?
Vi arbejder med at gøre det endnu bedre og med andre dele af cellen Hvornår vil man kunne anvende vandspaltning i stor skala? Tidshorisonten er 15 – 20 år hvis det lykkes – der er ingen garanti