Tokyo Institute of Technology: Hydrogen production efficiency increased 100 times!
– Solar energy conversion efficiency comparable to that of photosynthesis –
-Breakthrough for realization of artificial photosynthesis-
-New dye-sensitized photocatalyst-
Tokyo Tech:
September 9, 2022
Tokyo Institute of Technology
Professor Kazuhiko Maeda
“Efficiency of hydrogen production by water splitting” with “sunlight and photocatalyst”
Developed “100 times higher technology”.
By “covering the surface of the photocatalyst with oxide or polymer”,
Succeeded in “suppressing the reverse reaction that inhibits water splitting.”
Photocatalytic performance is important:
In the technology of splitting water with solar energy to produce hydrogen,
“The performance of the photocatalyst that mediates the reaction” holds the key.
Problems of dye-sensitized photocatalyst:
Professor Maeda et al.
We have developed a dye-sensitized photocatalyst that efficiently absorbs visible light from sunlight.
but,
“Iodine material, which is a water-splitting/transmitting agent,”
The challenge was to “cause a reverse reaction that inhibits water splitting.”
Cover the surface of the photocatalyst:
The research group
the surface of the photocatalyst,
By “covering with aluminum oxide or polymer”,
It was found that “the reaction that hinders water splitting can be suppressed.”
This will
The efficiency of converting solar energy into hydrogen has been increased 100 times to 0.12%.
World’s highest standard for Z-scheme type:
As a dye-sensitized photocatalyst called Z-scheme type, we have achieved the world’s highest level.
Nihon Keizai Shimbun
https://www.nikkei.com/article/DGXZQOUC26A4D0W2A820C2000000/
Significant improvement in solar energy conversion efficiency of dye-sensitized photocatalyst
-Breakthrough technology for realization of artificial photosynthesis-
To the point:
• By modifying the surface of the dye-sensitized photocatalyst, the efficiency of the water-splitting reaction has been improved to approximately 100 times that of conventional methods.
• The improvement in water-splitting reaction efficiency is due to the suppression of the reverse reaction that inhibits the progress of the reaction.
• Achieving solar energy conversion efficiency comparable to photosynthesis of green plants
Tokyo Tech News | Tokyo Institute of Technology
https://www.titech.ac.jp/news/2022/064654
Tokyo Institute of Technology : L’efficacité de la production d’hydrogène a été multipliée par 100 !
– Efficacité de conversion de l’énergie solaire comparable à celle de la photosynthèse –
-Percée pour la réalisation de la photosynthèse artificielle-
-Nouveau photocatalyseur sensibilisé aux colorants-
Tokyotech :
9 septembre 2022
Institut de technologie de Tokyo
Professeur Kazuhiko Maeda
“Efficacité de la production d’hydrogène par fractionnement de l’eau” avec “lumière du soleil et photocatalyseur”
Développé “une technologie 100 fois supérieure”.
En « recouvrant la surface du photocatalyseur d’oxyde ou de polymère »,
A réussi à “supprimer la réaction inverse qui inhibe la séparation de l’eau”.
Les performances photocatalytiques sont importantes :
Dans la technologie de fractionnement de l’eau avec l’énergie solaire pour produire de l’hydrogène,
“La performance du photocatalyseur qui médiatise la réaction” détient la clé.
Problèmes de photocatalyseur sensibilisé aux colorants :
Professeur Maeda et al.
Nous avons développé un photocatalyseur sensibilisé par un colorant qui absorbe efficacement la lumière visible du soleil.
mais,
“Matière d’iode, qui est un agent de séparation/transmission de l’eau,”
Le défi consistait à “provoquer une réaction inverse qui inhibe la séparation de l’eau”.
Couvrir la surface du photocatalyseur :
Le groupe de recherche
la surface du photocatalyseur,
En « recouvrant d’oxyde d’aluminium ou de polymère »,
Il a été constaté que “la réaction qui empêche la séparation de l’eau peut être supprimée”.
Cette volonté
L’efficacité de la conversion de l’énergie solaire en hydrogène a été multipliée par 100 pour atteindre 0,12 %.
La norme la plus élevée au monde pour le type de schéma Z :
En tant que photocatalyseur sensibilisé par un colorant appelé type Z-scheme, nous avons atteint le plus haut niveau au monde.
Nihon Keizai Shimbun
Amélioration significative de l’efficacité de conversion de l’énergie solaire du photocatalyseur sensibilisé par un colorant
-Technologie révolutionnaire pour la réalisation de la photosynthèse artificielle-
Jusqu’au point:
• En modifiant la surface du photocatalyseur sensibilisé par un colorant, l’efficacité de la réaction de séparation de l’eau a été améliorée jusqu’à environ 100 fois celle des méthodes conventionnelles.
• L’amélioration de l’efficacité de la réaction de séparation de l’eau est due à la suppression de la réaction inverse qui inhibe la progression de la réaction.
• Atteindre une efficacité de conversion de l’énergie solaire comparable à la photosynthèse des plantes vertes
Actualités de Tokyo Tech | Institut de technologie de Tokyo
Tokyo Institute of Technology: Effizienz der Wasserstoffproduktion um das 100-fache gesteigert!
– Wirkungsgrad der Sonnenenergieumwandlung vergleichbar mit dem der Photosynthese –
-Durchbruch zur Realisierung künstlicher Photosynthese-
-Neuer farbstoffsensibilisierter Photokatalysator-
Tokio Tech:
9. September 2022
Technisches Institut Tokio
Professor Kazuhiko Maeda
„Effizienz der Wasserstofferzeugung durch Wasserspaltung“ mit „Sonnenlicht und Photokatalysator“
„100 mal höhere Technologie“ entwickelt.
Durch “Bedecken der Oberfläche des Photokatalysators mit Oxid oder Polymer”,
Es gelang ihm, „die Rückreaktion zu unterdrücken, die die Wasserspaltung hemmt“.
Photokatalytische Leistung ist wichtig:
In der Technologie der Wasserspaltung mit Sonnenenergie zur Herstellung von Wasserstoff,
“Die Leistung des Photokatalysators, der die Reaktion vermittelt”, ist der Schlüssel.
Probleme farbstoffsensibilisierter Photokatalysatoren:
Professor Maeda et al.
Wir haben einen farbstoffsensibilisierten Photokatalysator entwickelt, der sichtbares Licht aus Sonnenlicht effizient absorbiert.
aber,
“Jodmaterial, das ein Wasser spaltendes/übertragendes Mittel ist”,
Die Herausforderung bestand darin, „eine Rückreaktion hervorzurufen, die die Wasserspaltung hemmt“.
Bedecken Sie die Oberfläche des Photokatalysators:
Die Forschungsgruppe
die Oberfläche des Photokatalysators,
Durch „Überziehen mit Aluminiumoxid oder Polymer“,
Es wurde festgestellt, dass “die Reaktion, die die Wasserspaltung behindert, unterdrückt werden kann”.
Dieser Wille
Der Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie in Wasserstoff wurde um das 100-fache auf 0,12 % gesteigert.
Weltweit höchster Standard für Z-Schema-Typ:
Als farbstoffsensibilisierter Photokatalysator vom Z-Schema-Typ haben wir das weltweit höchste Niveau erreicht.
Nihon Keizai Shimbun
Signifikante Verbesserung der Umwandlungseffizienz von Sonnenenergie durch farbstoffsensibilisierte Photokatalysatoren
-Durchbruchtechnologie zur Realisierung künstlicher Photosynthese-
Auf den Punkt:
• Durch Modifikation der Oberfläche des farbstoffsensibilisierten Photokatalysators wurde die Effizienz der Wasserspaltungsreaktion auf etwa das 100-fache gegenüber herkömmlichen Methoden verbessert.
• Die Verbesserung der Effizienz der Wasserspaltungsreaktion ist auf die Unterdrückung der Rückreaktion zurückzuführen, die das Fortschreiten der Reaktion hemmt.
• Erreichen einer Umwandlungseffizienz von Solarenergie, vergleichbar mit der Photosynthese grüner Pflanzen
Tokyo Tech News | Tokyo Institute of Technology
Surface-modified, dye-sensitized niobate nanosheets enabling an efficient solar-driven Z-scheme for overall water splitting
Science Advances
Abstract
While dye-sensitized metal oxides
are good candidates as H2 evolution photocatalysts for solar-driven Z-scheme water splitting,
their solar-to-hydrogen (STH) energy conversion efficiencies remain low because of uncontrolled charge recombination reactions.
Here, we show that modification of Ru dye–sensitized, Pt-intercalated HCa2Nb3O10 nanosheets (Ru/Pt/HCa2Nb3O10)
with both amorphous Al2O3 and poly(styrenesulfonate) (PSS)
improves the STH efficiency of Z-scheme overall water splitting by a factor of ~100,
when the nanosheets are used in combination with a WO3-based O2 evolution photocatalyst and an I3−/I− redox mediator,
relative to an analogous system that uses unmodified Ru/Pt/HCa2Nb3O10.
By using the optimized photocatalyst, PSS/Ru/Al2O3/Pt/HCa2Nb3O10,
a maximum STH of 0.12% and an apparent quantum yield of 4.1% at 420 nm were obtained,
by far the highest among dye-sensitized water splitting systems and comparable to conventional semiconductor-based suspended particulate photocatalyst systems.