O echipă de cercetători a realizat o descoperire tehnologică în producția de hidrogen verde, în cadrul unei evoluții către separarea fotoelectrochimică practică a apei. Prin abordarea lor inovatoare, echipa a depășit provocările legate de eficiență, stabilitate și scalabilitate în fotoelectrozi, deschizând calea pentru implementarea practică. Studiul este publicat în revista Nature Energy. Echipa include cercetători de la Școala de inginerie energetică și chimică din cadrul UNIST, condusă de profesorii Jae Sung Lee, Ji-Wook Jang și Sang Il Seok, în colaborare cu profesorul Hankwon Lim de la Graduate School of Carbon Neutrality din cadrul UNIST. Unul dintre aspectele-cheie ale acestei descoperiri constă în capacitatea echipei de a aborda limitările celulelor solare perovskite (PSC) și de a crește semnificativ dimensiunea fotoelectrozilor de 10 000 de ori. În acest fel, ei au obținut o eficiență, o durabilitate și o scalabilitate fără precedent în producția de hidrogen verde folosind energia solară. „Tehnologia hidrogenului solar, care exploatează energia regenerabilă abundentă a soarelui pentru a descompune apa și a obține hidrogen, este o abordare ideală pentru producerea hidrogenului verde”, a explicat profesorul Jae Sung Lee. „Prin scalarea fotoelectrodelor și depășirea limitărilor de eficiență ale celulelor solare perovskite (PSC), am făcut pași importanți către implementarea practică”. Echipa de cercetare a utilizat perovskita ca material pentru fotoelectrozi datorită eficienței și accesibilității sale relative. Cu toate acestea, PSC-urile au fost cunoscute pentru vulnerabilitatea lor la razele ultraviolete și umiditate, care reprezintă provocări semnificative. Pentru a depăși aceste limitări, echipa a introdus formamidă, mai degrabă decât metilamoniu, ca cation al perovskitei. Această modificare a sporit considerabil stabilitatea fotoelectrozilor împotriva razelor ultraviolete. În plus, echipa a sigilat suprafața de contact cu apă cu ajutorul unei folii de nichel, asigurând stabilitatea chiar și în apă. Această realizare revoluționară este o dovadă a conducerii cercetătorilor UNIST, inclusiv a profesorului Sang Il Seok, care a contribuit, de asemenea, la acest studiu. Abordarea de proiectare bazată pe module a echipei de cercetare, care conectează fotoelectrozi mici și îi aranjează în dimensiuni specifice, a deschis calea pentru aplicații practice la scară largă. Cu o eficiență de conversie a hidrogenului solar de peste 10 % în acest design bazat pe module, echipa a îndeplinit condiția minimă pentru comercializare, obținând cea mai mare eficiență din lume în fotoelectrozi de suprafață mare. Dr. Dharmesh Hansora, primul autor al studiului, a subliniat importanța acestei realizări, declarând: „Fotoelectrodul dezvoltat în acest studiu a menținut o eficiență ridicată chiar și în zone mari. Având în vedere concentrarea noastră asupra demonstrației pe teren pentru comercializarea producției de hidrogen verde în viitor, este de așteptat ca tehnologia hidrogenului verde alimentat cu energie solară să fie comercializată înainte de 2030”.