19 آوریل 2024 -توسط JooHyeon Heo، موسسه ملی علم و فناوری اولسان-شماتیک سلول PEC مورد استفاده برای تولید NH3. فوتوکاتد Ru@TiNS/Ni/Provovskite با آند Pt@TiNS ترکیب می‌شود تا تولید NH3 و ارزش‌یابی گلیسرول به طور همزمان بدون سوگیری حاصل شود. اعتبار: Nature Catalysis (2024).
فناوری که از انرژی خورشیدی برای تولید آمونیاک با راندمان بالا (NH3) استفاده می کند توسط یک تیم تحقیقاتی وابسته به UNIST رونمایی شده است.
این تیم به رهبری پروفسور سونگ یون جانگ و پروفسور جی ووک جانگ از دانشکده انرژی و مهندسی شیمی در UNIST، با همکاری پروفسور توماس اف جارامیلو از دانشگاه استنفورد، یک سیستم فوتوالکترود مبتنی بر پروسکایت سازگار با محیط زیست را برای تولید NH3 که استاندارد تجاری سازی وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) را به میزان چشمگیر 1.7 بار پشت سر گذاشته و رکورد جهانی جدیدی را در بازده تولید آمونیاک به ثبت رسانده است.
این کار در مجله Nature Catalysis منتشر شده است.
این سیستم بر اساس اصل کاهش نیترات (NO3-) در آب برای تولید NH3 با استفاده از انرژی خورشیدی عمل می کند. این روش نه تنها جایگزینی سازگارتر با محیط زیست برای فرآیند معمولی هابر-بوش، که به شدت به سوخت‌های فسیلی متکی است، ارائه می‌کند، بلکه فرصت‌هایی را برای سنتز ترکیبات با ارزش بالا که در صنایع مختلف مانند کودها، مواد غذایی و دارویی استفاده می‌شوند، باز می‌کند .
کلید موفقیت این فناوری توسعه یک سیستم فوتوالکترود بسیار کارآمد است که سلول های خورشیدی پروسکایت را با کاتالیزور روتنیم (Ru) روی نانوصفحات تیتانات (TiNS) ترکیب می کند. تیم تحقیقاتی با محافظت از ماده پروسکایت با فلز فیلد و ادغام آن با کاتالیزور تولید NH3، به عملکرد و دوام بی نظیری در تولید NH3 دست یافته است.
نکته قابل توجه استفاده از گلیسرول به عنوان واکنش دهنده است که امکان تولید NH3 را بدون نیاز به ولتاژ خارجی فراهم می کند. این تیم با بهینه سازی واکنش اکسیداسیون گلیسرول با ولتاژ تولید شده توسط فوتوالکترودها، حداکثر نرخ تولید آمونیاک قابل توجه 1745 میکروگرم NH3 cm-2h-1 را نشان داده است که بسیار فراتر از استاندارد تجاری سازی وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) است.
پروفسور Ji-Wook Jang گفت: “از طریق این مطالعه، ما تولید NO3-، منبع اصلی آلودگی در آب را نشان دادیم، در حالی که در عین حال، گلیسرول، یک محصول جانبی کم ارزش مشتق شده از زیست توده، را اکسید می کنیم تا یک اسید گلیسیریک با ارزش بالاتر (GA).
این فناوری پتانسیل بسیار زیادی برای تولید سوخت های سازگار با محیط زیست دارد.
پروفسور Sung-Yeon Jang گفت: “تحقیق ما نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در تولید سوخت خورشیدی است که از استانداردهای تجاری سازی فراتر رفته و راه را برای آینده ای پایدارتر در تولید آمونیاک هموار می کند.”
