Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Technion Breakthrough: A New Chapter of Solar Energy Conversion and Storage?

13.11.2012
Using the power of the sun and ultrathin films of iron oxide (commonly known as rust), Technion-Israel Institute of Technology researchers have found a novel way to split water molecules into hydrogen and oxygen.

The breakthrough, published this week in Nature Materials, could lead to less expensive, more efficient ways to store solar energy in the form of hydrogen-based fuels. This could be a major step forward in the development of viable replacements for fossil fuels.

“Our approach is the first of its kind,” says lead researcher Associate Prof. Avner Rothschild, of the Department of Materials Science and Engineering. “We have found a way to trap light in ultrathin films of iron oxide that are 5,000 times thinner than typical office paper. This is the enabling key to achieving high efficiency and low cost. ”

Iron oxide is a common semiconductor material, inexpensive to produce, stable in water, and – unlike other semiconductors such as silicon – can oxidize water without itself being oxidated, corroded, or decomposed. But it also presents challenges, the greatest of which was finding a way to overcome its poor electrical transport properties. Researchers have struggled for years with the tradeoff between light absorption and the separation and collection of photogenerated charge carriers before they die out by recombination.

“Our light-trapping scheme overcomes this tradeoff, enabling efficient absorption in ultrathin films wherein the photogenerated charge carriers are collected efficiently,” says Prof. Rothschild. “The light is trapped in quarter-wave or even deeper sub-wavelength films on mirror-like back reflector substrates. Interference between forward- and backward-propagating waves enhances the light absorption close to the surface, and the photogenerated charge carriers are collected before they die off."

The breakthrough could make possible the design of inexpensive solar cells that combine ultrathin iron oxide photoelectrodes with conventional photovoltaic cells based on silicon or other materials to produce electricity and hydrogen. According to Prof. Rothschild, these cells could store solar energy for on demand use, 24 hours per day. This is in strong contrast to conventional photovoltaic cells, which provide power only when the sun is shining (and not at night or when it is cloudy).

The findings could also be used to reduce the amount of extremely rare elements that the solar panel industry uses to create the semiconductor material in their second-generation photovoltaic cells. The Technion team’s light trapping method could save 90% or more of rare elements like Tellurium and Indium, with no compromise in performance.

The Technion-Israel Institute of Technology is a major source of the innovation and brainpower that drives the Israeli economy, and a key to Israel’s renown as the world’s “Start-Up Nation.” Its three Nobel Prize winners exemplify academic excellence. Technion people, ideas and inventions make immeasurable contributions to the world including life-saving medicine, sustainable energy, computer science, water conservation and nanotechnology.

American Technion Society (ATS) donors provide critical support for the Technion—more than $1.74 billion since its inception in 1940. Based in New York City, the ATS and its network of chapters across the U.S. provide funds for scholarships, fellowships, faculty recruitment and chairs, research, buildings, laboratories, classrooms and dormitories, and more.

Kevin Hattori | Newswise Science News
Further information:
http://www.ats.org

More articles from Power and Electrical Engineering:

nachricht Cost-efficiently modernising heating networks
11.02.2016 | FIZ Karlsruhe – Leibniz-Institut für Informationsinfrastruktur GmbH

nachricht Demonstration of smart energy storage technologies and -management systems on the island of Borkum
11.02.2016 | Steinbeis-Europa-Zentrum

All articles from Power and Electrical Engineering >>>

The most recent press releases about innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Gravitationswellen 100 Jahre nach Einsteins Vorhersage entdeckt

LIGO öffnet mit der Beobachtung kollidierender schwarzer Löcher ein neues Fenster zum Universum / Entscheidende Beiträge von Forschern der Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz Universität Hannover

Zum ersten Mal haben Wissenschaftler Kräuselungen der Raumzeit, sogenannte Gravitationswellen, beobachtet, die – ausgelöst von einem Großereignis im fernen...

Im Focus: Messkampagne POLSTRACC: Starker Ozonabbau über der Arktis möglich

Die arktische Stratosphäre war in diesem Winter bisher außergewöhnlich kalt, damit sind alle Voraussetzungen für das Auftreten eines starken Ozonabbaus in den nächsten Wochen gegeben. Diesen Schluss legen erste Ergebnisse der vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Messkampagne POLSTRACC nahe, die seit Ende 2015 in der Arktis läuft. Eine wesentliche Rolle spielen dabei vertikal ausgedehnte polare Stratosphärenwolken, die zuletzt weite Bereiche der Arktis bedeckten: An ihrer Oberfläche finden chemische Reaktionen statt, welche den Ozonabbau beschleunigen. Diese Wolken haben die Klimaforscher nun ungewöhnlicherweise bis in den untersten Bereich der Stratosphäre beobachtet.

„Weite Bereiche der Arktis waren über einen Zeitraum von mehreren Wochen von polaren Stratosphärenwolken zwischen etwa 14 und 26 Kilometern Höhe bedeckt –...

Im Focus: AIDS-Impfstoffproduktion in Algen

Pflanzen und Mikroorganismen werden vielfältig zur Medikamentenproduktion genutzt. Die Produktion solcher Biopharmazeutika in Pflanzen nennt man auch „Molecular Pharming“. Sie ist ein stetig wachsendes Feld der Pflanzenbiotechnologie. Hauptorganismen sind vor allem Hefe und Nutzpflanzen, wie Mais und Kartoffel – Pflanzen mit einem hohen Pflege- und Platzbedarf. Forscher um Prof. Ralph Bock am Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Potsdam wollen mit Hilfe von Algen ein ressourcenschonenderes System für die Herstellung von Medikamenten und Impfstoffen verfügbar machen. Die Praxistauglichkeit untersuchten sie an einem potentiellen AIDS-Impfstoff.

Die Produktion von Arzneimitteln in Pflanzen und Mikroorganismen ist nicht neu. Bereits 1982 gelang es, durch den Einsatz gentechnischer Methoden, Bakterien so...

Im Focus: Einzeller mit Durchblick: Wie Bakterien „sehen“

Ein 300 Jahre altes Rätsel der Biologie ist geknackt. Wie eine internationale Forschergruppe aus Deutschland, Großbritannien und Portugal herausgefunden hat, nutzen Cyanobakterien – weltweit vorkommende mikroskopisch kleine Einzeller – das Funktionsprinzip des Linsenauges, um Licht wahrzunehmen und sich darauf zuzubewegen. Der Schlüssel zu des Rätsels Lösung war eine Idee aus Karlsruhe: Jan Gerrit Korvink, Professor am KIT und Leiter des Instituts für Mikrostrukturtechnik (IMT) am KIT, nutzte Siliziumplatten und UV-Licht, um den Brechungsindex der Einzeller zu messen.

 

Im Focus: Production of an AIDS vaccine in algae

Today, plants and microorganisms are heavily used for the production of medicinal products. The production of biopharmaceuticals in plants, also referred to as “Molecular Pharming”, represents a continuously growing field of plant biotechnology. Preferred host organisms include yeast and crop plants, such as maize and potato – plants with high demands. With the help of a special algal strain, the research team of Prof. Ralph Bock at the Max Planck Institute of Molecular Plant Physiology in Potsdam strives to develop a more efficient and resource-saving system for the production of medicines and vaccines. They tested its practicality by synthesizing a component of a potential AIDS vaccine.

The use of plants and microorganisms to produce pharmaceuticals is nothing new. In 1982, bacteria were genetically modified to produce human insulin, a drug...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

SUMA-Kongress 2016 – Die offene Web-Gesellschaft 4.0

12.02.2016 | Veranstaltungen

Career Center deutscher Hochschulen tagen an der Europa-Universität Viadrina

12.02.2016 | Veranstaltungen

Frauen in der digitalen Arbeitswelt: Gestaltung für die IT-Branche und das Ingenieurswesen

11.02.2016 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Ultraschnelle Kontrolle von Spinströmen durch Laserlicht

12.02.2016 | Physik Astronomie

SCHOTT stellt auf der Photonics West zukunftsweisende Lösungen für die Optik vor

12.02.2016 | Messenachrichten

Große Sauerstoffquellen im Erdinneren

12.02.2016 | Geowissenschaften