Harvesting more solar energy with supercrystals

ENG: Emiliano Cortés, a physics professor at Ludwig Maximilian University of Munich, is exploring a groundbreaking way to capture solar energy by focusing on tiny, nano-sized structures instead of large solar panels. His research aims to make solar energy capture more efficient, opening up new possibilities for creating energy without the need for traditional electricity. This approach could revolutionize how we use sunlight to power chemical reactions directly, making the process more efficient and environmentally friendly.

Credit: Nano Energy Group

Cortés and his team have developed a special kind of tiny structure that can concentrate sunlight much more effectively than current solar panels. They’ve created a material that can turn sunlight into hydrogen gas from formic acid, a process that is now setting records for its efficiency. This is a big deal because hydrogen gas is a clean fuel, and finding efficient ways to produce it using sunlight could significantly impact our energy systems. The key to their success is using tiny gold particles that work like a super-powered magnifying glass for sunlight, making the energy capture process much more powerful.

In simpler terms, Cortés’s work is like using advanced technology to create a super-efficient, tiny solar energy trap. This trap not only captures sunlight better but also helps produce clean fuel from a simple chemical reaction. By arranging tiny gold particles in a specific way, they’ve made a system that greatly boosts the sunlight’s power to produce hydrogen gas. This innovation is not just about creating an alternative way to generate fuel but also about opening new doors for using sunlight in various chemical processes, making clean energy more accessible and efficient.

RO: Emiliano Cortés, profesor de fizică la Universitatea Ludwig-Maximilians din München, explorează o modalitate revoluționară de a capta energia solară, concentrându-se pe structuri mici, de dimensiuni nanometrice, în locul panourilor solare mari. Cercetările sale au ca scop eficientizarea captării energiei solare, deschizând noi posibilități de creare a energiei fără a fi nevoie de electricitate tradițională. Această abordare ar putea revoluționa modul în care folosim lumina solară pentru a alimenta direct reacțiile chimice, făcând procesul mai eficient și mai ecologic.

Cortés și echipa sa au dezvoltat un tip special de structură minusculă care poate concentra lumina solară mult mai eficient decât panourile solare actuale. Aceștia au creat un material care poate transforma lumina solară în hidrogen gazos din acid formic, un proces care stabilește acum recorduri de eficiență. Este un lucru important, deoarece hidrogenul gazos este un combustibil curat, iar găsirea unor modalități eficiente de a-l produce folosind lumina solară ar putea avea un impact semnificativ asupra sistemelor noastre energetice. Cheia succesului lor constă în utilizarea unor particule mici de aur care funcționează ca o lupă pentru lumina solară, făcând procesul de captare a energiei mult mai puternic.

În termeni mai simpli, munca lui Cortés folosește o tehnologie avansată pentru a crea o capcană de energie solară minusculă și super-eficientă. Aceasta captează mai bine lumina solară și ajută la producerea de combustibil curat printr-o reacție chimică simplă. Prin aranjarea particulelor mici de aur într-un mod specific, ei au realizat un sistem care sporește foarte mult puterea luminii solare pentru a produce hidrogen gazos. Această inovație se referă atât la crearea unui mod alternativ de a genera combustibil, cât și la deschiderea unor noi uși pentru utilizarea luminii solare în diverse procese chimice, făcând energia curată mai accesibilă și mai eficientă.

Source (Ludwig-Maximilians-Universität München, “Harvesting more solar energy with supercrystals”, 30.11.2023)

Paper: Herran, M., Juergensen, S., Kessens, M., Hoeing, D., Köppen, A., Sousa-Castillo, A., Parak, W.J., Lange, H., Reich, S., Schulz, F. and Cortés, E., 2023. Plasmonic bimetallic two-dimensional supercrystals for H2 generation. Nature Catalysis, pp.1-10.