Фундаментальні аспекти відновлювано-водневої енергетики і паливно-комірчаних технологій

Фоточутливий анод і реверсивна паливна комірка для отримання водню з води

Поперечний розріз комірки: 1 – протонопровідна мембрана; 2 – смужки фільтрувального паперу; 3 – фоточутливий анодний каталізатор; 4 – каталізатор відновлення протонів; 5 – сітчасті струмозбирачі; 6 – вода.

Області застосування

Розробка призначена для здешевлення існуючих дорогих напівпровідникових перетворювачів світлової енергії і каталізаторів виробництва водню.

Короткий опис

Розроблено склади фотосенситивних анодів на основі композитів із фотокаталізатора на основі суміші оксидів заліза (ІІ) і (ІІІ) на 2D-розмірних підкладках-носіях із графену або субнітриду вуглецю та принципову схему фотоелектрохімічної комірки для отримання водню із води.

Очікувані властивості

Оптимізація способу отримання водню із води під дією сонячного світла.

Переваги

Фотоаноди із оксидів заліза без підкладки, із оксидів заліза на графені та із оксидів заліза на субнітриді вуглецю при розімкненому електричному ланцюзі генерують різницю потенціалів до 360 – 380 мВ. Вона сприяє отриманню водню з продуктивністю до 14,90 мкмоль/(гкат*год).

Конкуренти

Honda і Fujishima (Японія)
Закордонні дослідницькі групи Allen J. Bard (University of Texas at Austin), V. Yachandra/Yano (Lawrence Berkeley National Laboratory), D. Heinekey (University of Washington), K. Domen (The University of Tokyo), H. Kato (Hokkaido University), J. Gong i L. Guo, T. Schedel-Niedrig (Helmholtz-Zentrum Berlin GmbH), R. Grubbs (California Institute of Technology), J. Turner (National Renewable EnergyLaboratory), D. Nocera (Massachusetts Institute of Technology, Harvard University), Pr. Kamat (University of Notre Dame).
Українські наукові школи: Ю. Солоніна (Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України), П. Стрижака і В. Походенка (Інститут фізичної хімії ім. Л.В. Писаржевського НАН України), В. Шевченка (Інститут високомолекулярних сполук НАН України).

Стан розробки

Розроблено фотосенситивний анод (склад каталізатора розщеплення води під впливом світла, спосіб синтезу каталізатора, склад анодного композиту, спосіб формування анодного композиту). Розроблено тестову конструкцію реверсивної паливної комірки для отримання водню розщепленням води на запропонованому аноді, змонтовано лабораторний зразок і протестовано його дієздатність.

Інтелектуальна власність

Ноу-хау

Контактна інформація

Виконавець: Інститут біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України

Проект №4 «Отримання водню із води на світлочутливому аноді реверсивної паливної комірки з опцією акумуляції та генерації електричного струму»

Контактна особа:

Teл. +38 044 559-04-95

Е-mail: bort2001@gmail.com