Lapisan semikonduktor baru dapat membuka jalan bagi bahan bakar ramah lingkungan di masa depan
Semiconductor

Lapisan semikonduktor baru dapat membuka jalan bagi bahan bakar ramah lingkungan di masa depan


Kredit: CC0

Gas hidrogen dan metanol untuk sel bahan bakar, atau sebagai bahan mentah untuk industri kimia, misalnya, dapat diproduksi secara lebih berkelanjutan dengan menggunakan sinar matahari, sebuah studi Universitas Uppsala menunjukkan. Dalam studi ini, para peneliti telah mengembangkan bahan pelapis baru untuk semikonduktor yang dapat menciptakan peluang baru untuk menghasilkan bahan bakar dalam proses yang menggabungkan sinar matahari langsung dengan listrik. Studi ini dipublikasikan di Komunikasi Alam.

“Kami telah bergerak selangkah lebih dekat ke tujuan kami menghasilkan bahan bakar masa depan dari sinar matahari,” kata Sascha Ott, Profesor di Departemen Kimia, Universitas Uppsala.

Saat ini, gas hidrogen dan metanol diproduksi terutama dari sumber fosil seperti minyak atau gas alam. Pilihan yang lebih ramah lingkungan dan ramah iklim adalah membuat zat ini dari air dan karbon dioksida, menggunakan listrik berkelanjutan, yang dikenal sebagai elektroliser. Proses ini membutuhkan energi listrik dalam bentuk tegangan yang diberikan.

Para ilmuwan telah menemukan bahan baru yang mengurangi voltase yang dibutuhkan dalam proses dengan menggunakan sinar matahari untuk melengkapi listrik.

Untuk menangkap sinar matahari, mereka menggunakan semikonduktor dengan jenis yang sama seperti yang ditemukan di sel surya. Aspek baru dari penelitian ini adalah bahwa semikonduktor ditutupi dengan bahan pelapis baru yang mengekstraksi elektron dari semikonduktor saat matahari bersinar. Elektron ini kemudian tersedia untuk reaksi pembentuk bahan bakar, seperti produksi gas hidrogen.

Pelapisan adalah ‘kerangka logam-organik’ — jaringan tiga dimensi yang terdiri dari molekul organik individu yang ditahan di tempatnya, pada skala sub-nanometer, oleh konektor logam kecil. Molekul menangkap elektron yang dihasilkan oleh sinar matahari dan mengeluarkannya dari permukaan semikonduktor, di mana reaksi kimia yang tidak diinginkan dapat terjadi. Dengan kata lain, lapisan tersebut mencegah sistem dari hubungan pendek, yang pada gilirannya memungkinkan pengumpulan elektron secara efisien.

Dalam pengujian, para peneliti dapat menunjukkan bahwa desain baru mereka sangat mengurangi tegangan yang dibutuhkan untuk mengekstrak elektron dari semikonduktor.

“Hasil kami menunjukkan bahwa pelapis inovatif dapat digunakan untuk meningkatkan kinerja semikonduktor, yang mengarah ke pembangkitan bahan bakar yang lebih hemat energi dengan persyaratan input listrik yang lebih rendah,” kata Sascha Ott.


Bahan surya untuk menghasilkan bahan bakar hidrogen bersih


Informasi lebih lanjut:
Anna M. Beiler dkk. Meningkatkan voltase foto pada semikonduktor tipe-p melalui lapisan permukaan kerangka logam-organik aktif redoks, Komunikasi Alam (2020). DOI: 10.1038 / s41467-020-19483-5

Disediakan oleh Universitas Uppsala

Kutipan: Lapisan semikonduktor baru dapat membuka jalan bagi bahan bakar hijau di masa depan (2020, 18 November) diakses 27 November 2020 dari https://techxplore.com/news/2020-11-semiconductor-coating-pave-future-green.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : http://54.248.59.145/