Integrerade solcells-elektrolysanordningar

Beskrivning av forskningen

En del av forskningen är inriktad på direkt omvandling av solenergi till koldioxidfria bränslen. I synnerhet tittar vi på hur man kan utvinna väte från vatten genom en tillförsel av förnybar elektricitet i PV-elektrolysatorer. Vår forskning sträcker sig från den mer grundläggande förståelsen av reaktionerna i spelet, till konstruktionen av funktionella prototyper som kombinerar ljusskörd och bränsleutvinning i verkliga enheter. Vårt primära intresse ligger i utvecklingen av bifunktionella heterogena övergångsmetallbaserade elektrokatalysatorer för HER och OER. Vi hanterar syntes, materialkarakterisering och elektrokemisk testning, till vilket vi kopplar operando-spektroskopiska tekniker, såsom Raman-spektroskopi, för en mer omfattande bild av materialen i de miljöer vi designar dem för.

En skalbar termiskt integrerad CuInGaSe (CIGS) fotovoltaisk-alkalisk elektrolysör

Inom PECSYS-projektet har vi, Uppsala universitet och Solibro Research AB, utvecklat en termiskt integrerad solcells-elektrolysanordning som består av en CuInGaSe (CIGS) solcellsmodul och en FeNiOH (katod)-FeNiOH (anod)-baserad alkalisk elektrolysör. Enheter i laboratorieskala (2-5 cm2) når 10-13% omvandlingseffektivitet från sol till väte (STH) medan uppskalade enheter (aktiv yta 80-100 cm²) når 9-12% STH-effektivitet för enheter med 2×3-cells CIGS-moduler och termiskt integrerade icke ädla katalysatorer (länk till film).

Bayrak Pehlivan, İ., Malm, U., Neretnieks, P., Glüsen, A., Müller, M., Welter, K., Haas, S., Calnan, S., Canino, A., Milazzo, R. G., Privitera, S. M. S., Lombardo, S., Stolt, L., Edoff, M., and Edvinsson, T. (2020). The climatic response of thermally integrated photovoltaic–electrolysis water splitting using Si and CIGS combined with acidic and alkaline electrolysis. Sustain. Energ. Fuels 4, 6011-6022.

Bayrak Pehlivan, İ., Edoff, M., Stolt, L., & Edvinsson, T. (2019). Optimum Band Gap Energy of ((Ag), Cu)(InGa)Se2 Materials for Combination with NiMo–NiO Catalysts for Thermally Integrated Solar-Driven Water Splitting Applications. Energies 12(21), 4064.

Qiu, Z., Ma, Y., Edvinsson, T. (2019). In operando Raman investigation of Fe doping influence on catalytic NiO intermediates for enhanced overall water splitting, Nano Energy, 66, 104118.

Qiu, Z., Tai, C. W., Niklasson, G. A., & Edvinsson, T. (2019). Direct observation of active catalyst surface phases and the effect of dynamic self-optimization in NiFe-layered double hydroxides for alkaline water splitting. Energy & Environmental Science, 12(2) 572-581.

Jacobsson, T. J., Fjällström, V., Edoff, M., & Edvinsson, T. (2014). Sustainable solar hydrogen production: from photoelectrochemical cells to PV-electrolyzers and back again. Energy & Environmental Science, 7(7), 2056-2070.

Senast uppdaterad:

FÖLJ UPPSALA UNIVERSITET PÅ

facebook
instagram
twitter
youtube
linkedin