威尼斯人官网|欢迎您

彩组开发新的方法,结合了生物质转化,太阳能转换

Professor KYOUNG胫彩 (right) with postdoctoral researcher 炫吉茶 (left)
化学教授KYOUNG兴财(右)和博士后研究员炫吉茶(左)已开发出一种创新的方法,结合太阳能转化和生物质能转换。

在发表的一项研究3月9日 化学性质,威尼斯人官网app的化学教授的大学 KYOUNG胫彩 提出了一种新的方法,以太阳能转化和生物质转化,可再生能源的两个重要的研究领域相结合。

几十年来,科学家一直在努力从太阳光,以驱动化学反应,以形成燃料如氢,其提供一种方法来存储太阳能供将来使用利用的能量。为此,许多研究人员一直在努力开发功能,有效和经济的方法将水分解为氢,清洁燃料和氧气使用光电化学太阳能电池(胸肌)。虽然使用电化学电池分解水需要电能输入,PEC可以利用太阳能来驱动水分解反应。一个PEC需要在所有一个显著降低电能输入或没有电能。

在一个典型的制氢PEC,在阴极(产生氢)还原水在阳极伴有水氧化(产生氧)。尽管该单元的目的不是生产氧气中,阳极反应是必要的,以完成电路。不幸的是,水的氧化反应的速率是非常缓慢的,这就限制了总的反应速率和太阳能到氢气转换效率。因此,研究人员目前正致力于开发更高效的催化剂,以促进阳极反应。

彩,与博士后研究员一起 炫吉茶,选择采取一种全新的方法来解决这个问题。他们开发了一种新颖的设置PEC用新的阳极反应。这个阳极反应需要较少的能量,并且同时产生的工业上重要的化学品比水的氧化得更快。他们在他们的研究中采用的阳极反应是5-羟甲基糠醛(HMF)的2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的氧化。 HMF是在能够从纤维素衍生的生物质转化的关键中间体 - 的类型的廉价而丰富的植物物质。 FDCA是用于生产聚合物的重要分子。

生物质转化可以提供可行的途径,以产生在工业过程中使用,而不使用石油产品的化学品。常规生物质转化过程用高压氧气为HMF的在高温下转化为FDCA。 Choi和CHA,然而,开发出一种高效电化学方法在室温下和使用水作为氧源的环境压力,以氧化HMF到FDCA。然后他们使用了作为在阴极产生氢气的PEC的阳极反应此氧化反应。通过这样做,他们证明太阳能用于生物质转化的效用,以及使用如氢形成PEC的阳极反应的氧化的生物质转化反应的可行性。

“由于光电化学电池是专为生产氢和HMF氧化的目的只是替换氧气生产在阳极,在本质上没有什么资源被专门为HMF氧化用,”说彩。

换句话说,FDCA是从产生氢气的PEC奖金副产品。生产FDCA的,一种有价值的化学,在阳极降低了氢气的生产成本。因此,这种新方法提出了两个太阳能转换和生物质转化研究新的可能性。

“当我们刚开始这项研究,我们不知道我们的方法是否能真正可行的,”崔说。 “但是,因为我们知道,这项研究的影响可能会大成功的时候,我们决定在生物质转化和太阳能转换的接口在这个新的研究项目投资我们的时间和精力。”

开发和每一块的研究表明全太阳能电池装置的优化了科研人员两年左右。彩期望更加多样和高效电化学和太阳能驱动的生物质转化过程的发展将提高太阳能燃料生产胸肌的效率和效用。

利比dowdall