ÀMBIT
Producció d’hidrogen
Nivell de Maduresa
TRL 2-5
Nivell de Desenvolupament
Laboratori
Nivell de Protecció
Patent
Estructures fotòniques en cèl·lules foto-electroquímiques (PECs) per una absorció òptima de la llum solar
Entitat:
Estructures fotòniques de 1, 2 o 3 dimensions que formen cavitats òptiques i/o dispersen la llum, propiciant la absorció òptima de la llum solar en dispositives PEC generadors de hidrogen, balancejant els valors de voltatge i densitat de corrent. La incorporació de nano-estructures fotòniques 3D (e.g. cilindres de TiO2 sobre un fotoànode de BiVO4) i/o 1D (e.g. capes primes intercalades de materials amb distint índex de refracció) en PECs d’H2 poden incrementar els corrents de curtcircuit fins a un 350%, millorant la viabilitat tècnica i econòmica de la tecnologia PEC en general.
Repte que resol
- El rendiment de les PEC d’H2 sol estar limitat per imbalances òptics i elèctrics entre els diferents elements que les componen (foto-ànode, cel·les foto-voltaiques, etc).
- Així mateix, una gran part de l’espectre solar no és utilitzat, derivant en eficiències de conversió baixes.
- Això deriva en paràmetres d’operació molt per sota de valors industrialment rellevants
Àmbit d'aplicació
- Cèl·lules foto-electroquímiques generadores de hidrogen.
- Cèl·lules de capa fina (perovskites, orgàniques)
Publicacions principals
- Bias‐free solar‐to‐hydrogen conversion in a BiVO4/PM6:Y6 compact tandem with optically balanced light absorption. C. G. Ferreira, C. Sansierra, F. Bernal‐Texca, M. Zhang, C. Ros, J. Martorell. Energy Environ. Mater. 7, e12679 (2023)
- Understanding the internal conversion efficiency of BiVO4/SnO2 photoanodes for solar water splitting: an experimental and computational analysis. L. Geronimo, C. G. Ferreira, V. Gacha, D. Raptis, J. Martorell, C. Ros. ACS Appl. Energy Mater. 7, 1792-1801 (2024)
Projectes relacionats
- SOREC2 – Solar Energy to power CO2 reduction towards C2 chemicals for energy storage
- LICROX (finalitzat) – Light assisted solar fuel production by artificial CO2 reduction and water oxidation
