JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

logotypen

Vedyn tuotanto vedestä valon avulla voi ratkaista aurinkoenergian ongelmat, jaksoittaisuuden ja varastoinnin hankaluuden, sitomalla auringon energiaa kemiallisiin sidoksiin. Tampereen teknillisessä yliopistossa väittelevä Tero-Petri Ruoko tutki veden hajottamisen reaktionopeutta rautaoksidin pinnalla käyttäen hyväkseen ultranopeaa spektroskopiaa.

Vedyn käyttö sähköntuotannossa ja polttoaineena tarjoaa mahdollisuuden vähentää dramaattisesti fossiilisten polttoaineiden käyttöä. Nykyisin vetyä tuotetaan pääasiassa maakaasusta. Merissä vetyä olisi kuitenkin lähes rajattomasti, mutta ongelmana on veden hajottaminen vedyksi ja hapeksi.

- Ratkaisu ongelmaan voi löytyä auringonvalosta, käyttämällä veden hajottamiseen valokatalyyttisiä metallioksidimateriaaleja. Yksi tällainen materiaali on hematiitti, raudan yleisimmin esiintyvä oksidi, eli tuttavallisemmin sanoen ruoste, kertoo TTY:llä väittelevä Tero-Petri Ruoko.

Hematiitti on erityisen hyödyllinen materiaali valokatalyyttisiin sovelluksiin, koska se punaisena materiaalina absorboi eli imee itseensä suuren osan auringon säteilykaistasta. Hematiitista voi valmistaa ohuita nanorakenteita, jotka absorboivat tehokkaasti auringonvaloa.

- Valon virittämät varauksenkuljettajat hematiitissa osallistuvat veden hajottamiseen hapeksi materiaalin pinnalla. Samanaikaisesti hematiitista lähtöisin olevat elektronit pelkistävät elektrolyysikennon vastaelektrodilla vedestä vetyä, Ruoko selittää.

Ruoko tutki hematiittielektrodin pinnalla tapahtuvia varauksenkuljettajien siirtoreaktioita. Tutkimuksessa hän käytti niin sanottua aikaerotteista spektroskopiaa. Menetelmässä näyte viritetään ultranopealla laserpulssilla, jonka kesto on alle sata femtosekuntia eli sekunnin miljardisosan miljoonasosaa.

Tutkimalla absorption muutosta voitiin selvittää, miten hematiitin virittyneet varauksenkuljettajat liikkuvat, palaavat perustilaan tai siirtyvät vedelle. Määritettyjä reaktionopeuksia taas käytettiin materiaalien optimoimiseen lisäämällä varauksenkuljettajien liikkuvuutta monikerrosmateriaaleilla sekä seostamalla lisäaineita hematiittiin.

- Pystyimme suoraan osoittamaan varauksenkuljettajien siirtymisen nopeutuvan, minkä lisäksi pitkäikäisten varauksenkuljettajien määrän havaittiin olevan suoraan verrannollinen vedyn tuotannon tehokkuuteen, Ruoko kertoo.

Tällä hetkellä huippuluokan systeemit jäävät viiden prosentin hyötysuhteeseen, mutta teollinen käyttöönotto edellyttäisi kymmentä prosenttia. Ruoko on kuitenkin optimistinen, että seuraavan kymmenen vuoden kuluessa veden hajotuksesta tulee arkipäivää energiantuotannossa.

Ruokon kemian alaan kuuluva väitöskirja Charge Carrier Dynamics in Solar Water Oxidation tarkastetaan TTY:n teknis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa ensi viikon keskiviikkona.

 
 

Kustomoitu piiri on täydellinen teollisen internetin sovelluksiin

Teollisen internetin tai IIoT:n (Industrial Internet of Things) tarkoitus on hyvin yksinkertainen: tehdä tuotantolaitoksista mahdollisimman tehokkaita optimoimalla kaikki operaatiot, joihin kuuluvat tuotanto, materiaalien hallinta ja ylläpito.

Lue lisää...

Mobiililaitteiden jännitenotkahdukset voidaan estää

Buck-boost-muuntimen hyödyntäminen esiregulaattorina mobiililaitteessa tarjoaa vakaasti säädetyn väyläjännitteen alijärjestelmien käyttöön. Esiregulaattori estää hetkelliset jännitenotkahdukset, kun akun napajännitteessä esiintyy vaihtelevan kuormavirran aiheuttamia jännitepudotuksia. Samalla se tarjoaa koko järjestelmälle entistä korkeamman hyötysuhteen.

Lue lisää...
 
ETN_fi Robots can´t do backflips, right? https://t.co/KtogoRB25R
ETN_fi Risto Siilasmaa of Nokia: Why you should study AI and Machine Learning and how I did it https://t.co/ifOQ9CtGn0
ETN_fi Electronics integrated in wooden panels? See https://t.co/9VcZEajv4l @TactoTek
ETN_fi 60% of iPhone X users feel that Face ID is better than Touch ID. Have you found Face ID to be an adequate successor… https://t.co/I2Lkl2dHVV
ETN_fi AI-puhelin tulee jatkuvasti älykkäämmäksi. See https://t.co/8D1pMumaYH @HuaweiMobileFI
 
 

ny template