Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Top News

Konveksi yang digerakkan oleh daya apung dalam elektrolit – ScienceDaily


Hidrogen dapat diproduksi dengan energi terbarukan dengan cara yang netral iklim dan dapat memberikan kontribusi besar bagi sistem energi masa depan. Salah satu opsinya adalah dengan menggunakan sinar matahari untuk pemisahan air secara elektrolitik, baik secara tidak langsung dengan menyambungkan solar cell dengan electrolyser atau langsung di sel fotoelektrokimia (PEC). Semikonduktor penyerap cahaya berfungsi sebagai fotoelektroda. Mereka direndam dalam larutan elektrolit air yang dicampur dengan asam atau basa kuat, yang mengandung proton atau ion hidroksida konsentrasi tinggi yang diperlukan untuk elektrolisis yang efisien.

Namun, di pabrik skala besar, masuk akal untuk alasan keamanan menggunakan larutan elektrolit dengan pH mendekati netral. Larutan seperti itu memiliki konsentrasi proton dan ion hidroksida yang rendah, yang menyebabkan keterbatasan transpor massa dan kinerja yang buruk. Memahami batasan ini penting untuk merancang perangkat pemisahan air PEC yang aman dan dapat diskalakan.

Sebuah tim yang dipimpin oleh Dr. Fatwa Abdi dari Institut HZB untuk Bahan Bakar Surya untuk pertama kalinya menyelidiki bagaimana elektrolit cair di seluruh sel berperilaku selama elektrolisis: Dengan bantuan foil sensor pH fluoresen, Dr. Keisuke Obata, seorang postdoc Dalam tim Abdi, ditentukan nilai pH lokal dalam sel PEC antara anoda dan katoda selama proses elektrolisis. Sel PEC diisi dengan elektrolit pH hampir netral. Para ilmuwan secara eksperimental memvisualisasikan penurunan pH di daerah yang dekat dengan anoda dan peningkatan pH di daerah yang dekat dengan katoda. Menariknya, mereka mengamati gerakan elektrolit searah jarum jam saat elektrolisis berlangsung. Pengamatan dapat dijelaskan dengan gaya apung akibat perubahan massa jenis elektrolit selama reaksi elektrokimia yang mengarah pada konveksi. “Sangat mengejutkan untuk melihat bahwa perubahan kecil pada kepadatan elektrolit (~ 0,1%) menyebabkan efek daya apung ini,” kata Abdi.

Secara paralel, Abdi dan timnya mengembangkan model multifisika untuk menghitung konveksi yang disebabkan oleh reaksi elektrokimia. “Kami telah menguji model ini secara menyeluruh dan sekarang dapat memberikan alat yang ampuh untuk mensimulasikan konveksi alami dalam sel elektrokimia dengan berbagai elektrolit sebelumnya,” kata Abdi.

Untuk proyek tersebut Abdi telah membangun “Fasilitas Perangkat Bahan Bakar Surya” di HZB, yang merupakan bagian dari Helmholtz Energy Material Foundry (HEMF), infrastruktur besar yang juga terbuka untuk ilmuwan lain. Studi ini juga dilakukan bekerjasama dengan TU Berlin, dalam kerangka cluster of excellence UniSysCat.

“Dengan pekerjaan ini kami memperluas keahlian ilmu material kami dengan upaya rekayasa reaktor fotoelektrokimia, yang merupakan langkah penting berikutnya untuk peningkatan skala perangkat bahan bakar surya” kata Prof. Dr. Roel van de Krol, yang mengepalai Institut HZB untuk Bahan Bakar Surya.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Helmholtz Center Berlin untuk Material dan Energi. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Slot Online