太陽エネルギーを水素に変換するのに役立つコンピューター

ある研究では、ペンシルバニア州立大学が率いる研究者チームが、経済的な水素製造の課題を克服するための一歩を踏み出したと報告しています。 コンピュータを使って 水が光にさらされたときに水素の分離を加速するのに役立つ可能性のある材料を見つけるため。 このプロセスは光触媒として知られています。

水素の重要性

電気と 太陽エネルギー XNUMXつの水素原子とXNUMXつの酸素原子で構成される水から水素を分離するために使用できます。 太陽光は電気を生成して水素を生成するために使用されますが、水素は確実に電気に変換されますが、有利でも経済的にも効果的ではない可能性があります。

太陽エネルギーを使って直接水素を生成しますが 水から この追加のステップを回避するために、研究者は、太陽水素の直接変換を、それに基づく燃料と競合する方法で使用する方法を研究し続ける必要があります。 ガソリンなどの炭素。

研究者たちは、科学雑誌Energy and Environmental Scienceで調査結果を報告し、「ハイスループット材料スクリーニング」と呼ばれる一種の計算アプローチを使用して、70,000を超えるさまざまな化合物のリストを XNUMXつの有望な候補者 それは、水に加えると、太陽水素製造プロセスを可能にすることができます。

より安価な形のエネルギー

この技術を開発できれば、 経済的に安い。 最大1.60ドルの価値があるガソリンとは対照的に、水素は3.20ドルで生産される可能性があります。 したがって、半分の価格でガソリンと同じ量の水素を半分の価格で得ることができ、エネルギーを節約できます。これは環境に有益です。

使用したチーム 咆哮するコンピューター ペンシルバニア州立大学から計算を行います。 コンピューターは、で最も使用される正しい材料を見つけるプロセスをスピードアップする上で最も重要なツールです。 さまざまな実験。 次に、コンピューターが最も有望な材料を通知するため、コンピューターの使用が実験に取って代わることはないことを保証しますが、それでも実験研究を実施する必要があります。

チームは、既知および予想される材料の一種のオンラインオープンアクセスウェアハウスであるMaterials Projectデータベースにリストされている化合物を調べた後、開発しました。 アルゴリズム 製造プロセスに適した要素となる特性を持つ材料を特定するため。 水素。 水を効果的に解離させることができる材料、および提供する材料もテストされました 良好な化学的安定性。

チームは焦点を合わせました 酸化物– 少なくともXNUMXつの酸素原子で構成される化合物–標準的なプロセスを使用して妥当な時間で合成できるため。 しかし、彼らは酸化物以外の材料を使って、水素の生成に使用される材料がもっとあるかどうかを調べています。 この作業には、すべての分野からのコラボレーションが必要でした。これは、研究チームにとっては学習経験のようなものでした。