31.08.2011 13:54
Päikesevalgus hakkab vesinikkütust tootma
Odav pooljuht võimaldab päikeseenergia abil veest
vesinikku eraldada.
USA Kentucky ja Louisville'i ülikoolide teadlasterühmal
õnnestus teoreetiliste arvutuste abil näidata, et kui asendada
galliumnitriidist (GaN) kaks protsenti antimoniga (Sb), tekib sulam, millel on
vajalikud elektrilised omadused, et päikeseenergia abil saaks toimuda fotoelektrokeemiline veemolekulide
lahutamine vesinikuks ja hapnikuks.
Sulami vettekastmisel ja seejärel päikesevalguse kätte
asetamisel katkeb vee molekulides hapniku ja vesiniku aatomite vaheline
keemiline side ning tekkinud vesiniku saab kokku koguda.
Fotoelektrokeemilise vee lahutamise uurimisel on varem
keskendutud keerulistele materjalidele, kuid seekord otsustasid teadlased
kergesti saadavate ainete kasuks. Nende eesmärk oli välja selgitada, kas
elektronide asetuse muutmine neis ainetes muudaks nad fotoelektrokeemilise
protsessi jaoks sobivaks.
Galliumnitriid on pooljuht, mida kasutatakse laialdaselt
valgusdioodide valmistamisel. Antimon on poolmetall, mida on viimastel aastatel
hakatud järjest rohkem kasutama mikroelektroonikas. Galliumnitriidi ja antimoni
sulam on aga esimene lihtne ja kergesti saadav aine, mis võib sobida
fotoelektrokeemiliseks vee molekulide lahutamiseks. Sulam toimib
fotoelektrokeemilises reaktsioonis katalüsaatorina ning on korduvkasutatav.
Vesinikku on juba pikka aega peetud üheks võimalikuks
võtmekomponendiks üleminekul keskkonnasäästlike energiaallikate kasutamisele.
Seda saab kasutada elektri ja soojuse tootmiseks ning ka sõidukite
sisepõlemismootorites. Lisaks sellele kasutatakse vesinikku väga erinevatel
eesmärkidel nii teaduses kui tööstuses. Põlemisel ühineb vesinik hapnikuga ning
ainsa põlemisjäägina tekib veeaur.
Kuna puhast vesinikku looduses külluses ei leidu, siis
saadakse seda erinevatest keemilistest ühenditest. Hetkel saadakse puhast
vesinikku peamiselt vee elektrolüüsil, kuid selleks kulub palju
elektrienergiat, mida toodetakse
enamasti taastumatutest energiaressurssidest.
Ajakirjas
Physical Review B avaldatud
uurimuse autorite sõnul võib nende avastusel olla
sügav mõju päikeseenergia kasutamisele tulevikus.