Descripción del proyecto
Abaratar el combustible con la fotosíntesis artificial
Utilizar la fotosíntesis artificial para reducir el CO2 es una forma más ecológica de desarrollar productos químicos y combustibles, pero el coste de los materiales de los actuales sistemas fotoelectroquímicos son muy elevados. El equipo del proyecto CHALCON, financiado con fondos europeos, tratará de idear un sistema más barato, mediante un eficiente sistema integrado de fotocátodo y fotoánodo destinado a la reducción del CO2 y la oxidación del alcohol o el agua, respectivamente. En el proyecto se propone un diseño en tándem que utiliza un fotocátodo de célula superior basado en seleniuro de galio, indio y cobre de banda prohibida (entre 1,8 y 2,0 eV) y un fotoánodo de silicio (1,1 eV) como célula inferior. Las reacciones de acoplamiento deberían reducir el requisito de voltaje para permitir la producción sin sesgo del valioso monóxido de carbono y ácido fórmico. En el proyecto también se probará la variación del sesgo aplicado, la intensidad de la luz, la longitud de onda de la luz y la capa de recubrimiento del catalizador.
Objetivo
Solar driven photoelectrohemical reduction of CO2 (CO2R) to valuable chemicals and fuels in artificial photosynthesis is of high importance for sustainable future and societal growth. Among current PEC systems, electrolysis from PV cells using III-V semiconductors is promising but high material cost is a major limitation. Integrated PV-PEC systems are desirable; however, they suffer from low performance due to insufficient solar spectrum utilization, carrier generation and transport losses, and poor catalysis. An efficient and low-cost integrated system of a photocathode (PC) and photoanode (PA) is yet to be realized for simultaneous CO2R and oxidation of alcohol or water, respectively. In this project, we propose a tandem architecture, including monolithic and wired connected design, comprising of (1.8 2.0 eV) bandgap Cu(In,Ga)S2 based top cell PC and silicon (1.1 eV) PA as bottom cell. The photovoltage of > 1.8 eV is targeted from CIGS-Si tandem system. This will be accomplished by synthesizing high-quality CIGS optimized for interface recombination coupled with nanostructured and dual side doped Si. The key aspect of the project is to couple the CO2R with the glycerol oxidation reaction which lowers the voltage requirement and makes it feasible for bias-free operation of CO2R and glycerol oxidation, thus producing valuable products like CO and formic acid at PC and PA respectively. PC and PA will be individually optimized for high voltage, carrier selectivity, light management, high surface area catalysis and protected surfaces to avoid degradation. The design of the project allows to investigate device with electrical bias, similar to 3-terminal tandem PV device. Separate PC and PA reaction chamber will make product separation easier with accurate estimation of the fuel production efficiency. Applied bias, light intensity, light wavelength and catalyst coating layer will be varied and its relation to device performance and degradation will be established.
Ámbito científico (EuroSciVoc)
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
CORDIS clasifica los proyectos con EuroSciVoc, una taxonomía plurilingüe de ámbitos científicos, mediante un proceso semiautomático basado en técnicas de procesamiento del lenguaje natural.
- ciencias naturalesciencias químicaselectroquímicaelectrólisis
- ciencias naturalesciencias biológicasbioquímicabiomoléculaslípidos
- ciencias naturalesciencias químicascatálisis
- ingeniería y tecnologíaingeniería ambientalenergía y combustibles
- ciencias naturalesciencias biológicasbotánica
Para utilizar esta función, debe iniciar sesión o registrarse
Palabras clave
Programa(s)
- HORIZON.1.2 - Marie Skłodowska-Curie Actions (MSCA) Main Programme
Régimen de financiación
HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European FellowshipsCoordinador
3001 Leuven
Bélgica