यूएनसी-चैपल हिल रसायन विज्ञान विभाग के शोधकर्ता सूर्य की ऊर्जा को उच्च-ऊर्जा यौगिकों में परिवर्तित करने और परिवर्तित करने के लिए अर्धचालकों का उपयोग कर रहे हैं जिनमें पर्यावरण के अनुकूल ईंधन का उत्पादन करने की क्षमता है।

पेपर में, "पी-टाइप सिलिकॉन की मिथाइल समाप्ति चयनात्मक फोटोइलेक्ट्रोकेमिकल सीओ को सक्षम बनाती है₂आणविक रूथेनियम उत्प्रेरक द्वारा कमी,"प्रकाशितमेंएसीएस ऊर्जा पत्र, शोधकर्ता बताते हैं कि वे मिथाइल टर्मिनेशन नामक एक प्रक्रिया का उपयोग कैसे करते हैं जो तीन से बंधे एक कार्बन परमाणु के एक सरल कार्बनिक यौगिक का उपयोग करता हैहाइड्रोजन परमाणुसिलिकॉन की सतह को संशोधित करने के लिए, जो एक आवश्यक घटक हैसौर सेल, सूर्य के प्रकाश का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित करने में अपने प्रदर्शन को बेहतर बनाने के लिए।

अनुसंधान को कृत्रिम प्रकाश संश्लेषण नामक एक प्रक्रिया द्वारा सूचित किया गया था, जो नकल करता है कि पौधे कार्बन डाइऑक्साइड को ऊर्जा-समृद्ध अणुओं में परिवर्तित करने के लिए सूर्य के प्रकाश का उपयोग कैसे करते हैं।

कार्बन डाइऑक्साइड जलवायु परिवर्तन में योगदान देने वाली एक प्रमुख ग्रीनहाउस गैस है।इसे कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित करके, जो एक कम हानिकारक ग्रीनहाउस गैस है और अधिक जटिल ईंधन के लिए एक बिल्डिंग ब्लॉक है, शोधकर्ताओं ने कहा कि वे संभावित रूप से कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन के पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकते हैं।

"एक चुनौती के साथसौर ऊर्जापेपर की पहली लेखिका और रसायन विज्ञान में पीएचडी की छात्रा गैब्रिएला बेन ने कहा, "जब हमें इसकी सबसे अधिक आवश्यकता होती है तो यह हमेशा उपलब्ध नहीं होता है।" एक और चुनौती यह हैनवीकरणीय बिजली, उस तरह सेसौर पेनल्स, रसायन बनाने के लिए आवश्यक कच्चा माल सीधे तौर पर उपलब्ध नहीं कराता है।हमारा लक्ष्य सौर ऊर्जा को संग्रहित करना हैतरल ईंधनजिसका उपयोग बाद में किया जा सकता है।"

शोधकर्ताओं ने रासायनिक रूप से संशोधित सिलिकॉन के एक टुकड़े के साथ एक रूथेनियम आणविक उत्प्रेरक का उपयोग किया, जिसे फोटोइलेक्ट्रोड कहा जाता है, जिसने हाइड्रोजन गैस जैसे अवांछित उपोत्पादों का उत्पादन किए बिना प्रकाश ऊर्जा का उपयोग करके कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित करने की सुविधा प्रदान की, जिससे कार्बन को परिवर्तित करने की प्रक्रिया अधिक कुशल हो गई।अन्य पदार्थों में डाइऑक्साइड।

पेपर के सह-लेखक और बोमन और गॉर्डन ग्रे विशिष्ट टर्म प्रोफेसर जिलियन डेम्पसी ने कहा कि जब उन्होंने कार्बन डाइऑक्साइड से भरे समाधान में प्रयोग किए, तो उन्होंने पाया कि वे 87% दक्षता पर कार्बन मोनोऑक्साइड का उत्पादन कर सकते हैं, जिसका अर्थ है कि सिस्टम का उपयोग करनासंशोधित सिलिकॉन फोटोइलेक्ट्रोड पारंपरिक धातु इलेक्ट्रोड, जैसे सोना या प्लैटिनम का उपयोग करने वाले सिस्टम से तुलनीय या बेहतर हैं।

इसके अलावा, सिलिकॉन फोटोइलेक्ट्रोड ने प्रतिक्रिया उत्पन्न करने के लिए केवल बिजली का उपयोग करने की तुलना में 460 मिलीवोल्ट कम विद्युत ऊर्जा का उपयोग किया।डेम्पसी ने इसे महत्वपूर्ण बताया क्योंकि यह प्रक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड को कार्बन मोनोऑक्साइड में परिवर्तित करने वाली रासायनिक प्रतिक्रिया को चलाने के लिए आवश्यक ऊर्जा को पूरक या ऑफसेट करने के लिए प्रत्यक्ष प्रकाश संचयन का उपयोग करती है।

"दिलचस्प बात यह है कि आम तौर पर सिलिकॉन सतहें कार्बन मोनोऑक्साइड के बजाय हाइड्रोजन गैस बनाती हैं, जिससे इसका उत्पादन करना कठिन हो जाता हैकार्बन डाईऑक्साइड,'' डेम्प्सी ने कहा।

"इस विशेष मिथाइल-टर्मिनेटेड सिलिकॉन सतह का उपयोग करके, हम इस समस्या से बचने में सक्षम थे। संशोधित करनासिलिकॉनसतह CO को परिवर्तित करने की प्रक्रिया बनाती है2_मेंकार्बन मोनोआक्साइडअधिक कुशल और चयनात्मक, जो भविष्य में सूर्य के प्रकाश से तरल ईंधन बनाने के लिए वास्तव में उपयोगी हो सकता है।"अधिक जानकारी: