Se et af Danmarks første solcelletage
Spiky, nanoskala guldkugler, der ligner en pufferfish - og drevet af intet mere end sollys - har med succes splittet vand i ilt og brint, der er nødvendigt for brændselsceller. Hvis den skal kunne skaleres, kan den nye teknologi føre til høstmetoder til solenergi, der ville være lettere at opbevare til senere brug, så den kunne imødekomme svingningerne i efterspørgslen efter energi, der hidtil har plaget fornyelige energiteknologier som sol og vind.
De små guldkugler er belagt med et ultra-tyndt lag titaniumoxid, der virker som en katalysator på vandmolekylerne. For det første bliver infrarødt og synligt sollys omdannet til elektroner af guldet, og de højtkoncentrerede elektroner leveres derefter til titanlaget for at opdele vand i hydrogengas og ilt. Før denne metode kunne processen kun ske med ultraviolet lys, der virker på bulkere, ineffektive titan- og guldkatalysatorer.
"For at generere dette UV-lys, for derefter at eksponere til katalysatoren, er det dyrt," siger Laura Fabris, en materialevidenskabsingeniør på Rutgers University i New Brunswick, Inverse. "På den anden side, hvis du vil belyse det med sollys, er det bare ineffektivt - det er kun 5 procent af sollyset."
Fabris 'forskning, offentliggjort i dag i tidsskriftet chem, løser dette problem ved specifikt at designe formen eller morfologien af de titanbelagte guldnanopartikler for at afhente en bredere vifte af bølgelængder inden for sollys.
"Hvis du udvider til infrarød eller endda til dele af det synlige spektrum ved at tilpasse morfologien, så har du en langt mere effektiv, billig proces, der har et lavere fodaftryk på miljøet," siger hun.
Partiklerne skulle være spiky af to grunde. For det første fordi piggerne fungerede som gode antenner til nærinfrarød stråling, som er en bred del af solspektret. Den anden grund, hun forklarede, er, at piggerne tillod forskere at rette et højt volumen af elektroner mod deres spidsede tip, hvilket gør det lettere for elektronerne at overgå til titanium.
Fabris siger at hun og hendes hold har allerede testet dem på et stort batchniveau. Forestil dig noget som et kugle af disse guld nanospherer bliver konstant omrørt i vand, så hver del af deres overflade er i hyppig kontakt med vandmolekyler og solens stråler.
Men de tester også flere former for disse, i håb om at finde nogle der absorberer endnu mere solstrålingsspektrum.
"Vi har en anden form af partikel", ifølge Fabris, "der har kun seks eller syv tips, og vi kan tune længden af disse tip fra 70 til 100 nanometer, hvilket er godt."
"Du kunne i princippet skabe et materiale, som absorberer alt sollys."
Et materiale, som absorberer alle sollys ville være langt langt mere effektivt end dem vi har nu, som kun kan absorbere de 5 procent, der omfatter UV-delen af spektret - eller endda virkelig disse nye guldnanoforer, som kan absorbere noget lys fra de 55 procent af sollys, der omfatter det infrarøde spektrum og de resterende 43 procent, der er synligt lys. Holdets papir i dag i chem rapporterer, at der var en 7 gange stigning i hyrdogenproduktion over den ældre, kun UV-katalysator. Kort sagt, disse små guldkugler kunne virkelig få ting til at rulle (vride) mod en mere sikker energi fremtid. (Tilgiv mig.)
Så: Overvej venligst at donere dit guld til Laura Fabris. Tak skal du have.
Spillere kan nu have sex med deres controllere, takket være nyt spil
VirtuaDolls VR pornostyring gør det muligt for gamere at mærke deres digitale partneres labia på deres penis.
Rocket Design skal være mere effektiv, siger forsker
En videnskabsmand på AIAA's Space 2016 forum siger, at raketdesign er for ineffektivt.
3D metalprint kunne blive billigere og mere effektivt takket være den nye metode
Forskere, der arbejder sammen med den private sektor, siger, at de har udviklet en ny, enklere og mere omkostningseffektiv metode til 3D-udskrivning ved hjælp af metalkompositmaterialer i stedet for de typiske termoplaster, der bruges i de fleste kommercielle 3D-printere, men er ikke særlig robuste.