Séance de cours

Semi-conducteurs à oxyde métallique pour combustibles solaires

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Description

Cette séance de cours explore l'utilisation de semi-conducteurs d'oxydes métalliques dans la production de combustibles solaires, en mettant l'accent sur leurs propriétés, leurs avantages et leurs défis. L'instructeur discute de l'importance de la dynamique des porteurs et de l'application de petites techniques de perturbation comme la spectroscopie d'impédance pour optimiser la performance de la photoélectrode. Des recommandations concernant les mesures expérimentales et les modèles d'analyse des données sont présentées, soulignant la nécessité d'une compréhension complète des transitions électroniques et des mécanismes de stockage des charges. La séance de cours se termine par des réflexions sur les améliorations d'efficacité requises pour les applications pratiques des semi-conducteurs à oxyde métallique dans le fractionnement photoélectrochimique de l'eau.

Source officielle

Proximité ontologique

Génie énergétique

Combustible: Filière hydrogène

Concepts associés (32)

Cellule photoélectrochimique

Une cellule photoélectrochimique utilise la lumière et des réactions chimiques pour produire de l'électricité. C'est un composant électronique qui, exposé à la lumière (photon), décompose l'eau en oxygène et hydrogène. On peut ensuite utiliser cet hydrogène dans des piles à combustible ou des moteurs à hydrogène. Une telle cellule photoélectrochimique est formée d'une électrode photosensible immergée dans un électrolyte ou dans de l'eau.

Craquage de l'eau par photocatalyse

Le craquage de l'eau par photocatalyse est l'utilisation de photons suffisamment énergétiques pour craquer les molécules d'eau en les clivant de manière électrochimique afin de produire hydrogène et oxygène , selon une réaction chimique qui s'écrit simplement : 2 + 4 hν ⟶ 2 + , l'énergie minimale des photons incidents étant . Une telle réaction a été décrite pour la première fois en 1972 pour des longueurs d'onde inférieures à .

Production d'hydrogène

La production d'hydrogène, ou plus exactement de dihydrogène, est en grande majorité réalisée par extraction chimique depuis des combustibles fossiles, principalement du méthane, du charbon et de coupes pétrolières. La production de dihydrogène par cette voie présente l'avantage d'un coût compétitif, mais l'inconvénient d'être à l'origine d'émissions de non biogénique, qui dépassent généralement dix kilogrammes de par kilogramme d'hydrogène produit.

Énergie renouvelable

Les énergies renouvelables (parfois abrégées EnR) proviennent de sources d'énergie dont le renouvellement naturel est assez rapide pour qu'elles puissent être considérées comme inépuisables à l'échelle du temps humain. Elles proviennent de phénomènes naturels cycliques ou constants induits par les astres : le Soleil essentiellement pour la chaleur et la lumière qu'il produit, mais aussi l'attraction de la Lune (marées) et la chaleur engendrée par la Terre (géothermie).

Solar fuel

A solar fuel is a synthetic chemical fuel produced from solar energy. Solar fuels can be produced through photochemical (i.e. activation of certain chemical reactions by photons), photobiological (i.e., artificial photosynthesis), and electrochemical reactions (i.e. using the electricity from solar panels to drive a chemical reaction). Solar fuels can also be produced by thermochemical reactions (i.e., through the use of solar heat supplied by concentrated solar thermal energy to drive a chemical reaction).

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Séances de cours associées (64)

Photosynthèse artificielle et dispositifs photoélectrochimiques

Explore les voies de dégradation dans les systèmes photoélectrochimiques, en mettant l'accent sur la photosynthèse artificielle et les modifications d'électrodes.

Production d'hydrogène solaire: défis et progrès

Explore la vision de l'hydrogène pour parvenir à la neutralité carbone d'ici 2050 et les progrès de pointe dans la production d'hydrogène solaire.

Base de données sur les combustibles solaires : aperçu et normes

Introduit l'atelier scientifique ouvert de l'EPFL sur les normes et l'étalonnage des combustibles solaires, en mettant l'accent sur les principes de la gestion des données scientifiques ouvertes et la création de la base de données sur les combustibles solaires.

Production mondiale d’énergie : réduire les émissions de CO2

Couvre la production mondiale d'énergie, en soulignant la nécessité d'atténuer les émissions de CO2 grâce à des sources d'énergie renouvelables.

Dispositifs solaires: de la séparation de l'eau à la dissociation de l'eau

Explore les dispositifs de combustible solaire, du fractionnement de l'eau à la dissociation de l'eau, couvrant la production d'hydrogène renouvelable, la production de méthane et la ventilation des coûts de production d'hydrogène photoélectrochimique.

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Craquage de l'eau par photocatalyse

Production d'hydrogène

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