Tilbake til søkeresultatene

ENERGIX-Stort program energi

SunUP - Solar photochemical H2 production through novel routes

Alternativ tittel: SunUP - Fotokjemisk hydrogen fra sollys gjennom nye metoder

Tildelt: kr 8,0 mill.

Solen er en nær utømmelig energikilde, som vi har problemer med å utnytte. Å bruke solceller for å høste energi er godt kjent, selv om solceller i seg selv fremdeles har store rom for forbedringer. Mindre kjent er nok å bruke sollys direkte til å drive kjemiske prosesser, som å produsere hydrogen fra vann og andre lysdrevne prosesser. Utfordringen i dag er at de gode katalysatorene for slike fotokjemiske prosesser kun bruker UV-lys og dermed absorberer kun en veldig liten del av sollyset. Dersom vi kan øke andelen av sollyset som kan utnyttes for slike katalysatorer vil energigevinsten bli svært stor. I dette prosjektet snur vi problemet og forsøker å endre egenskapene til sollyset slik at de passer bedre over ens med de gode katalysatorene som brukes i dag. For å gjøre dette bruker vi et prinsipp kalt oppkonvertering for å gjøre om synlig sollys til UV som driver fotokatalysen. Oppkonverteringsprinsippet har vært kjent siden 1960-tallet og brukes i dag i mange teknologier, men ingen har så langt fått til effektiv oppkonvertering av sollys, hovedsakelig fordi slike systemer absorberer lys veldig dårlig. For å øke effektiviteten må vi legge til en komponent som absorberer sollys effektivt og klarer å gi det videre til oppkonverteringssystemet uten å tape effekt under-veis, en såkalt sensitizer. Det har vist seg vanskelig å finne en sensitizer som er godt egnet og enda mindre som lar seg kombinere med oppkonverteringsmaterialet. Det er her løsningen i SunUP prosjetet ligger. Ved å effektivt kombinere sensitizere med oppkonverteringsmaterialer åpner vi for radikalt nye muligheter for å endre på lys ved bruk av oppkonvertering. Våre sensitizere består av større molekyler med høy absorbsjonsevne. Disse må absorbere sollyset godt og i tillegg ha noen egenskaper som gjør at de lett kan plasseres i strukturen der vi ønsker det. En generell ulempe med slike sensitizers er at de er store molekyler som krever høy temperatur for å tilføres gjennom gassfase. Gjennom SunUp har vi utviklet en ny effektiv kjemi som åpner for bruk av andre typer reaktive grupper som krever mindre for å bli bragt i gassfase. Dette har åpnet for effektiv deponering ved lavere temperaturer, men også for å bruke en ny klasse store molekyler.

Prosjektet har utviklet ny kjemi og teknologi for deponering av store organiske molekyler via gassfase. Denne kjemien har stort potensiale både for effektiv deponering ved lave temperaturer, men også for bruk av større molekyler ved høyere temperaturer ved at mer termisk stabil kjemi kan brukes.

The aim of this project is to radically improve solar hydrogen production, by developing materials that effectively turn visible light into UV light. High energy photons can drive chemical reactions, destroy DNA and split water into its elements. Utilizing this force allows us to produce green hydrogen from light and water alone, through photocatalysts like TiO2. Green hydrogen is a core concept in EU’s Green Deal where it acts as cornerstone in decarbonizing the energy system. This usually means using renewable energy to run electrolysis of water. Solar photochemical hydrogen on the other hand eliminates the electrolysis step altogether. However, the amount of UV in sunlight is too small to effectively drive the photocatalysts directly. Decades of research have focused on increasing the photocatalysts absorption of sunlight, unfortunately often at the expense of chemical conversion efficiency. If we instead could effectively convert sunlight to UV, we can use already well-established photocatalysts like TiO2 that have a high chemical efficiency but limited utilization of sunlight. By efficient and broadband upconversion of visible sunlight to UV, SunUP will radically enhance the efficiency of solar-to-hydrogen production by combining the high hydrogen production efficiency of photocatalysts such as TiO2 with a novel sensitized upconversion nanocomposite materials.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

ENERGIX-Stort program energi